Celle solari organiche, dalla Finlandia la ricetta per renderle più efficienti

Gli studiosi dell’università Åbo Akademi identificano il meccanismo in grado di farle durare fino a 16 anni. La ricerca, pubblicata sulla rivista specializzata Nature, mette a segno un nuovo passo verso la commercializzazione della tecnologia

Produrre su larga scala e portare sul mercato celle solari organiche più efficienti e stabili rispetto a quelle che sono state realizzate fino a oggi con i metodi convenzionali. È questo l’obiettivo sul quale sta lavorando di un gruppo di ricercatori dell’università finlandese Åbo Akademi, in collaborazione con il gruppo del professor Chang-Qi Ma del Suzhou Institute for Nano-Tech and Nano-Bionics, in Cina.

La ricerca degli scienziati finlandesi

Con il loro lavoro i tre ricercatori finlandesi Ronald Österbacka, Sebastian Wilken e Oskar Sandberg sono riusciti a individuare e “correggere” uno dei meccanismi che provocava la perdita di efficienza delle celle solari organiche, riuscendo a portarne la durata fino a 16 anni e migliorandone contemporaneamente la stabilità.

Cosa sono le celle solari organiche

Le celle solari organiche, o celle solari polimeriche, utilizzano materiali organici per convertire la luce solare in energia elettrica. Sono realizzate – a differenza di quelle tradizionali che utilizzano il silicio – con molecole a base di carbonio.

Le loro caratteristiche principali sono la flessibilità, quindi per la possibilità di essere installate su superfici curve, i costi di produzione bassi e la leggerezza, che le rende utilizzabili in tutte le situazioni in cui gli impianti fotovoltaici tradizionali sarebbero troppo pesanti per la struttura su cui dovrebbero trovare posto.

Le caratteristiche “critiche”, da migliorare per poterne consentire la produzione su larga scala, sono però la durata, finora inferiore rispetto a quella dei pannelli in silicio, e la stabilità, dal momento che si deteriorano velocemente.

La ricerca della Åbo Akademi

I ricercatori finlandesi, il cui lavoro è stato pubblicato dalla rivista Nature, hanno trovato una soluzione per rendere le celle solari organiche più durature e stabili. La soluzione individuata dallo studio è la cosiddetta “struttura invertita”, con la parte più dura e resistente che deve essere messa nella parte della cella più superficiale, e non alla base della cella, per renderla meno esposta alla degradazione quando viene in contatto con la luce solare e con l’aria. Utilizzando questo sistema, pur con una piccola perdita di efficienza, la durata dei dispositivi risulta estremamente più alta.

La “struttura invertita” come nuovo punto di partenza

Il lavoro dei ricercatori finlandesi ha individuato, in sostanza, un problema che si verificava alla base delle celle solari, al livello dei contatti inferiori, composti da ossidi metallici, tra i quali l’ossido di zinco, in cui si verificava una perdita di fotocorrente. Par risolvere il problema il team di ricerca ha applicato un sottile strato di passivazione di ossido di silicio nitrato combinato con solventi sul contatto inferiore.

Una durata senza precedenti

In sostanza, con il nuovo sistema l’efficienza passa dal 20% delle celle tradizionali al 18%, mentre la durata è la più alta mai ottenuta finora: si arriva fino a 24.700 ore con l’esposizione a luce bianca, pari a una vita operativa prevista che supera i 16 anni. Non parliamo ancora di risultati ottimali, ma di una nuova strada da percorrere per arrivare a trovare una soluzione che renda le celle solari organiche pronte per essere prodotte e utilizzate su larga scala.