In un mondo in cui la ricerca sulla produzione di energia rinnovabile è sempre più preponderante, un risultato sorprendente emerge da un gruppo di ricercatori dell’ICFO. L’innovazione riguarda le celle solari organiche tandem a quattro terminali che, nonostante i numerosi ostacoli incontrati durante la progettazione e produzione, hanno raggiunto un’efficienza di conversione energetica del 16.94%. Un traguardo che segna un passo in avanti significativo nella produzione di energia solare e che si rivela ancora più interessante se paragonato al 14,2% di efficienza, record attuale per dispositivi tandem organici.

Ricordiamo che seppur le celle in silicio-perovskite abbiano in genere già un’efficienza più alta (21-25%), le celle solari organiche sono comunque rilevanti grazie alla loro maggior durabilità e flessibilità, essendo estremamente leggere, flessibili e sottilmente filmate, quindi con la possibilità di occupare un’area più grande.

Il successo dei ricercatori ICFO

Un recente studio, pubblicato sulla rivista Solar RRL, racconta del successo ottenuto dalla squadra di ricercatori dell’ICFO, tra cui Francisco Bernal-Texca e il Prof. Jordi Martorell, nell’implementazione di una cella solare organica tandem a quattro terminali. A differenza delle celle a due terminali, questo tipo di configurazione presenta connessioni elettriche separate per la cella frontale trasparente e la cella posteriore opaca, eliminando il problema del bilanciamento della corrente elettrica tra le due sottocelle e consentendo una maggiore flessibilità nella selezione dei bandgap di ciascuna cella del tandem. Questa flessibilità consente di ottimizzare l’assorbimento dei fotoni e di migliorare l’efficienza complessiva della produzione di energia solare.

La chiave del successo: un elettrodo d’argento ultratrasparente

Al centro di questo risultato vi è la realizzazione di un elettrodo d’argento ultratrasparente e ultradun da soli 7nm, componente cruciale che ha permesso di ottimizzare le prestazioni della cella solare tandem. Collocato sul retro della cella frontale trasparente, l’elettrodo consente di garantire un’ottima trasmissione della luce alla cella posteriore. Lo spessore minimo dell’elettrodo è un passo avanti significativo nel campo delle celle trasparenti, mantenendo un’alta conduttività elettrica pur consentendo al contempo una buona trasparenza.

Ma quali sono i prossimi passi per i ricercatori ICFO? Questi si stanno attualmente concentrando sulla raffinazione e l’affinamento della metodologia e del design strutturale, pensati per applicazioni quali i carburanti solari, dove i dispositivi a tandem trovano un ampio campo di applicabilità. Ottimizzando ulteriormente queste strategie, si punta a sfruttare appieno il potenziale di questi dispositivi nell’assorbimento dell’energia solare per processi di conversione energetica diversificati e sostenibili.

Tuttavia, ciò che rende questa scoperta un vero e proprio salto nel futuro è il legame con il progetto SOREC2, un progetto finanziato dall’UE che intende sviluppare una nuova tecnologia in grado di trasformare direttamente la luce solare e la CO2 in prodotti chimici ad alto valore aggiunto.