Avete mai sentito parlare delle celle di Grätzel? Queste sono unità fotolvoltaiche ad alta efficienza. E grazie all’EPFL questa è aumentata
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Negli anni ’90 due chimici dell’École polytechnique fédérale de Lausanne (EPFL), Michael Grätzel e Brian O’Regan, hanno realizzato una cella solare davvero innovativa. Il duo infatti realizzò una prima cella solare sensibilizza con colorante o DSSC. Queste sono capaci di trasformare l’energia solare in quella elettrica. Merito della disposizione a sandwich di due vetrini conduttivi che formano gli elettrodi al posto del classico silicio. Questo innovativo sistema fu chiamato celle di Grätzel. E ora, quasi trentanni dopo, lo stesso istituto ha migliorato quanto avevano creato.
Celle di Grätzel efficienza migliorata
Un processo non facile visto che questa tecnologia sia partita molto più lentamente rispetto a quella basata sui semiconduttori inorganici ricavandosi una nicchia di mercato nell’edilizia, nell’elettronica portatile. Il tutto grazie a caratteristiche peculiari come trasparenza, colore, flessibilità e la capacità di sfruttare la luce ambientale diffusa.
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E che ora gli scienziati dell’EPFL ne hanno migliorato le prestazioni. Un miglioramento incredibile che ha permesso a queste celle di raggiungere nuovi record. Il tutto è stato reso possibile grazie ai nuovi miglioramenti nei fotosensibilizzatori e in alcuni componenti delle DSSC. Uno di questi ricorda, seppur vagamente, l’approccio tandem. Infatti quando queste vengono assemblate con i pigmenti viene utilizzata una tecnica denominata co-sensibilizzazione. Ovvero l’utilizzo di due o più coloranti in un’unica unità garantendo un assorbimento ottico complementare.
Tutto ciò, di conseguenza, aumenta l’efficienza di conversione. La difficoltà è stata trovare la giusta combinazione di pigmenti. Un’operazione che ha richiesto un enorme lavoro di progettazione, sintesi e screening molecolare.
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L’innovazione compiuta dai membri degli scienziati Grätzel e Anders Hagfeldt dell’EPFL hanno portato a sviluppare una vera e propria scorciatoia durante il sistema di assemblaggio grazie a due nuove molecole di pigmento fotosensibilizzanti che ne aumentano le prestazioni fotovoltaiche delle DSSC. Tutto ciò ha portato, per la prima volta, un’efficienza di conversione del 15,2 % quando esposti alla luce solare diretta. Ma non solo perché è stata raggiunta anche una stabilità operativa a lungo termine di più di 500 ore. C’è dell’altro perché l’aumento della superficie attiva di 2,8 cm quadri ha reso possibile ottenere un’efficienza di conversione compresa tra il 28,4% e il 30.2% in un ampio range di intensità della luce ambientale.