Celle solari organiche a base di legno, il nuovo fotovoltaico

Author: Rinnovabili.it

Credits: Thor Balkhed – Università di Linköping

Dagli scarti delle cartiere le materie prime seconde per il fotovoltaico organico

(Rinnovabili.it) – La nuova frontiera del fotovoltaico economico e sostenibile? Le innovative celle solari organiche a base di legno create da un team di ricercatori in Svezia. In questo caso il legno, o più precisamente la lignina estratta dalla sua polpa, è servita per creare un particolare componente della cella: lo stato di trasporto delle cariche a contatto con il catodo.

Si tratta di un passo avanti notevole nel percorso verso la stabilità di questa tecnologia. Bassi costi di produzione, leggerezza e flessibilità hanno da sempre contraddistinto il fotovoltaico organico aprendole porte ad un’innumerevole gamma di applicazioni. Il punto debole di questo segmento, ora che anche l’efficienza ha raggiunto valori utili, rimane la stabilità. Al contrario del silicio cristallino e di altri semiconduttori inorganici, questo tipologia fotovoltaica soffre di una maggiore sensibilità nei confronti di ossidazione, riduzione, ricristallizzazione e variazioni di temperatura, che può portare al degrado del dispositivo e alla riduzione delle prestazioni nel tempo.

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Celle solari organiche a base di legno, più affidabili

Esperimenti precedenti avevano già dimostrato che la lignina potesse aumentare l’affidabilità delle celle solari organiche così come quelle in perovskite. Ma fino a ieri era impiegata una versione del polimero pesantemente trattata con vari prodotti chimici. Il team della Linköping ha voluto rendere il processo più verde utilizzando una lignina molto più “grezza”, chiamata lignina kraft. Si tratta di un prodotto di scarto della produzione della carta e quindi è anche economico da reperire. 

“Abbiamo creato un composito di lignina kraft che sarà la superficie di contatto con lo strato catodico“, afferma Qilun Zhang, primo ingegnere ricercatore presso il Laboratorio di elettronica organica dell’Università di Linköping. “Si è scoperto così che la cella solare è diventata molto più stabile. Il vantaggio della lignina kraft è che ha la capacità di creare molti legami idrogeno, il che aiuta a stabilizzare la cella”.

“Le celle solari organiche non saranno mai le migliori in termini di efficienza”, aggiunge il professore Mats Fahlman. “Ma il vantaggio è che sono atossiche, durevoli ed economiche. Se riescono a raggiungere un’efficienza del 15-20%, potrà andare bene per la maggior parte delle applicazioni“. I risultati della ricerca sono apparsi su Advanced materials 2023 (testo in inglese).

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