Il contributo delle nanoparticelle nelle celle solari
Le celle solari costituiscono un ambito di ricerca di notevole interesse, soprattutto per le prospettive e le potenzialità che offrono. Le celle solari, conosciute anche come pannelli fotovoltaici, sono composte da materiali semiconduttori come il silicio, opportunamente dopato in forma mono o policristallina. Il supporto di solito è costituito da vetro, che, sebbene sia liscio, non poroso ed economico, risulta essere fragile e non flessibile. Recentemente, si è cercato di sostituire il vetro con materiali speciali o plastiche, ma i risultati ottenuti in termini di efficienza e durata sono stati inferiori rispetto ai materiali tradizionali. Oltre alla mancanza di flessibilità, i materiali plastici presentano legami relativamente deboli che li rendono meno adatti ai pannelli solari.
Nanoparticelle per migliorare le celle solari
Al fine di affrontare tali problematiche, diversi studi condotti dall’Istituto di Scienze Fotoniche di Barcellona, con la partecipazione della ricercatrice italiana Silvia Colodrero, hanno posto l’attenzione sulle nanoparticelle di diverse dimensioni, come SiO2, Al2O3, TiO2 e ZnO. L’obiettivo è stato quello di ridurre l’adesività in modo che il dispositivo possa essere rimosso dal substrato senza subire danni. Tuttavia, dimensioni eccessivamente grandi delle nanoparticelle possono rendere la superficie troppo irregolare per garantire dispositivi ad alta efficienza. Al fine di ovviare a questo problema, i ricercatori hanno adottato un approccio basato sull’utilizzo di nanoparticelle di dimensioni variabili: nanoparticelle di Al2O3 dalle dimensioni maggiori di circa 30 nm, in grado di diminuire l’adesione, sono state posizionate sul substrato e successivamente rimosse, mentre le nanoparticelle di ZnO, con superficie regolare e dimensioni minori (circa 10 nm), sono state applicate in superficie.
Strato di nanoparticelle e materiali per il trasporto degli elettroni
Per completare il dispositivo, è stato posizionato un elettrodo di argento flessibile tra due strati di ossido di zinco, sopra i quali è stato disposto uno strato di PTB7 per il trasporto degli elettroni, di PC71BM come materiale attivo e di un ossido di molibdeno MoOx per bloccare il flusso di elettroni, il tutto sormontato da un elettrodo di argento. La combinazione di questi materiali ha contribuito a fornire una soluzione più efficiente e duratura per le celle solari, mostrando come l’utilizzo di nanoparticelle possa apportare significativi miglioramenti.
Tramite questa ricerca, si è riusciti a ottenere pannelli solari più flessibili e altamente efficienti, grazie all’impiego di nanoparticelle e materiali innovativi. Questo costituisce un significativo passo avanti nello sviluppo delle tecnologie solari, offrendo nuove prospettive per l’industria e la ricerca nel settore dell’energia fotovoltaica.