Sulla strada dell’energia solare del futuro grazie a una curiosa molecola organica
L’università di Pisa nel team che lavora sulla luce capace di tramutarsi in elettricità
PISA. Trasformare in elettricità quasi tutta la luce che riceve: sembrava qualcosa di impossibile e invece un semiconduttore organico è riuscito a farlo. E a scoprirlo è una ricerca che vede protagonisti l’Università di Pisa insieme agli atenei di Cambridge (Regno Unito) e di Mons (Belgio) e che è stata pubblicata sulla rivista “Nature Materials”. Dal quartier generale dell’università di Pisa, per far capire la portata della scoperta, si dice senza giri di parole che «potrebbe rivoluzionare il futuro delle celle solari e dei dispositivi elettronici alimentati dalla luce».
Di cosa si tratta? Per semplificare bisogna fissare l’attenzione su una molecola appartenente alla famiglia dei radicali organici: si chiama “P3TTM”, potrebbe essere un’idea per il prossimo figlio di Elon Musk. Fuor di scherzo, bisogna sapere che I radicali sono «specie chimiche che hanno almeno un elettrone spaiato, e questo li rende particolarmente reattivi». Ad esempio, finora – viene fatto rilevare – erano conosciuti «soprattutto per la loro capacità di emettere luce, tant’è vero che sono già usati nei moderni schermi Oled. Facciamo attenzione: emettere luce, il che non significa produrre elettricità in modo efficiente.
La novità sta proprio qui: se si illuminano sottilissimi film di “P3TTM” con luce blu-violetta, le molecole si eccitano. Anzi, qualcosa di più: «Si scambiano elettroni tra loro, creando coppie di particelle cariche». Però quando queste vengono «separate da un semplice campo elettrico», la conversione in corrente elettrica è «quasi perfetta: un’“efficienza di raccolta” vicina al 100%». Detto in altro modo: «Quasi tutta l’energia della luce viene trasformata in elettricità utilizzabile», e scusate se è poco…
Pannelli fotovoltaici
Dall’ateneo pisano non si nascondono l’importanza, anche perché «i vantaggi sono enormi». Da Pisa la spiegano così: «Nelle celle solari organiche tradizionali, cioè dispositivi elettronici che convertono l’energia della luce solare in elettricità attraverso l’effetto fotovoltaico, una parte consistente della luce va sprecata perché le cariche rimangono intrappolate. Con il “P3TTM”, invece, no: la luce diventa corrente in modo semplice e diretto, senza bisogno delle complesse architetture finora utilizzate». Con quali conseguenze? Secondo quanto viene riferito, si spalanca una prospettiva estremamente interessante: si apre la strada a «celle solari più economiche, leggere e facili da produrre». Non solo: anche a «nuovi sensori ottici e magnetici, e a dispositivi elettronici innovativi che sfruttano la luce come fonte diretta di energia».
Queste le parole di Giacomo Londi, ricercatore del Dipartimento di chimica e chimica industriale dell’università di Pisa: «Il nostro contributo come Università di Pisa è stato quello di comprendere, attraverso calcoli quantomeccanici, come le molecole di “P3TTM” interagiscono tra loro dopo essere state colpite dalla luce. Questa analisi computazionale – spiega – è stata fondamentale per confermare che la separazione di carica non dipende da “eterogiunzioni” o materiali ausiliari, ma è una proprietà intrinseca del radicale organico». Londi aggiunge: «Abbiamo dimostrato che il meccanismo alla base di questo processo si deve alla natura stessa della molecola, aprendo la strada a una nuova generazione di celle solari più semplici e sostenibili».
