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Fotovoltaico Elastico Organico: Potrebbe Rivoluzionare Il Futuro Green?

Attualmente, i pannelli fotovoltaici sono spessi e rigidi, realizzati perlopiù in silicio cristallino. Il settore, negli ultimi anni, sta sperimentando nuovi materiali, moduli e celle in film sottile, leggeri e flessibili grazie a nuove tecnologie anche per ampliarne le applicazioni. L’ultima frontiera è il fotovoltaico elastico organico, che sembra promettere molto bene in quanto assicura non soltanto un’ottima flessibilità ma anche morbidezza e, allo stesso tempo, robustezza meccanica.

Ad annunciare lo sviluppo di questo nuovo materiale è stato un gruppo di ricerca del KAIST, in Corea del Sud. Il lavoro di questo team coreano guidato dal professor Bumjoon Kim è stato pubblicato il 1° dicembre 2023 sulla rivista scientifica Joule.

La ricerca svolta dal Dipartimento di ingegneria chimica e biomolecolare del KAIST ha mostrato le performance decisamente elevate del fotovoltaico elastico organico. Si tratta di materiale polimerico conduttivo che vanta elevate prestazioni sia elettriche sia elastiche.

L’obiettivo dello studio è realizzare nuove celle solari organiche da usare per l’elettronica indossabile, un materiale versatile, utilizzabile per diversi prodotti e dispositivi elettronici. Il gruppo di ricerca l’ha presentato come il materiale organico estensibile più efficiente del globo nel settore dell’energia solare. Questo innovativo materiale fotoattivo coniuga a livello chimico un polimero morbido con uno rigido elettricamente conduttivo. Caratteristiche uniche al mondo per un’efficienza da record che potrebbe rivoluzionare il settore.

Fotovoltaico elastico organico: cos’è, caratteristiche

Il fotovoltaico elastico vanta prestazioni elettriche superiori. Il materiale polimerico utilizzato potrebbe essere la base per realizzare celle solari organiche.

Ciò che lo contraddistingue dai tradizionali pannelli solari è lo strato fotoattivo che consente alle celle solari elastiche di ottenere:

  • Prestazioni elettriche elevate che catturano la luce trasformandola in elettricità;
  • Una peculiare elasticità metallica capace di resistere sotto sforzo.

Secondo quanto riferiscono gli addetti ai lavori, sono queste le caratteristiche della cella solare organica estensibile più performante ed efficiente al mondo, una tipologia mai vista finora, davvero unica. A quanto pare, questa cella solare innovativa supera qualsiasi limite di flessibilità e la rende utilizzabile nello sviluppo di sistemi di elettronica indossabile. Una rivoluzione.

Punto di forza n.1: un’efficienza mai vista prima nel comparto organico

Il composto finale di questo polimero versatile – come hanno spiegato gli ingegneri – mostra il più elevato livello di efficienza fotovoltaica mai riscontrata finora nel comparto organico. Registra una capacità di trasformazione di poco superiore al 19%.

Punto di forza n.2: un’estensibilità dieci volte superiore

Il team di ricercatori ha dimostrato l’applicabilità di queste celle in dispositivi elettronici indossabili.

Una volta attivata, sono riusciti ad allungare la cella del 40% senza comprometterne affatto le prestazioni. La cella ha funzionato benissimo.

Possiede un’estensibilità dieci volte superiore a quella dei dispositivi esistenti sul mercato. In sostanza, il gruppo di ricerca coreano è riuscito a sviluppare non solo la cella solare organica estensibile più performante al mondo ma anche un nuovo polimero applicabile come base per diversi dispositivi elettronici malleabili e/o elastici.

Questa caratteristica apre la strada alla realizzazione di mini generatori indossabili.

Cella solare elastica organica: potrebbe rivoluzionare l’universo green?

Attualmente, il campo dell’energia rinnovabile può contare su celle a moduli in film sottile. Questo tipo di materiali e sistemi consente di realizzare il cosiddetto fotovoltaico elastico.

Le effettive potenzialità della cella solare elastica sono ancora tutte da esplorare ma è già evidente che questi sistemi innovativi possano migliorare il futuro green rispetto ai tradizionali pannelli fotovoltaici.

In un prossimo futuro, potremmo assistere ad una rivoluzione grazie alle celle solari elastiche organiche, che si preannunciano un punto di svolta per il settore dell’energia pulita e sostenibile.

Come si legge nell’articolo pubblicato su Joule, questo polimero versatile e innovativo, progettato dal gruppo di ricerca coreano e denominato scientificamente ‘copolimero’, integra blocchi rigidi e morbidi. Il composto rende elevati i livelli di prestazioni fotovoltaiche e meccaniche di queste celle con elevato PCE ed estensibilità.

A rendere ideali queste celle solari organiche per le applicazioni indossabili sono l’elevata efficienza di conversione di potenza e la robustezza meccanica. I polimeri coniugati, costituiti da blocchi fotoattivi rigidi e morbidi, permettono di ottenere elevate prestazioni elettroniche e meccaniche nei dispositivi indossabili. Il limite che è stato superato grazie a questa ricerca riguarda proprio l’interazione tra proprietà fotovoltaiche e meccaniche.

Francesco Ciano

Francesco CIANO

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