Simulazione del trasferimento di energia dal polimero al fullerene nell’ordine dei femtosecondi.
Crediti immagine: Università dei Paesi Baschi.

I pannelli fotovoltaici organici rappresentano una delle scommesse future per migliorare l’efficienza dei pannelli solari in quanto quelli basati sul silicio, oltre ad essere più costosi, richiedono un processo costruttivo che abbassa l’efficienza finale.

Angel Rubio, docente di fisica della materia presso la Facoltà di Chimica dell’Università dei Paesi Baschi, ha partecipato ad alcune ricerche, condotte in diversi centri in Germania, Italia e Francia, che avrebbero portato alla rivoluzionaria scoperta dei meccanismi quantistici che attivano la funzione fotovoltaica dei pannelli solari organici, ossia dispositivi atti a catturare l’energia della luce solare tramite reazioni  di composti organici.

I dispositivi organici di nuova generazione utilizzano un polimero fotosensibile collegato a una nanostruttura di carbonio che fungerebbe da collettore di corrente. Ogni qual volta la luce finisce nelle celle del congegno, la struttura polimerica intrappolerebbe la luce e, attraverso un impulso elettronico velocissimo, la indirizzerebbe verso la nanostruttura.
La prova di questo trasferimento elettronico superveloce era stata recentemente trovata, ma il team di Rubio è arrivato a decifrare il meccanismo dietro la trasposizione iperveloce di elettroni dalla struttura polimerica a quella di dimensioni nanoscopiche.

L’esperimento è stato condotto su un materiale comune contenente polimeri e un sottoprodotto di forma sferica del fullerene. Grazie ad una analisi realizzata con spettroscopio ad alta risoluzione temporale, si è potuto comprendere non solo il livello di velocità del trasferimento di elettroni (nell’ordine dei 23 femtosecondi) ma anche il ruolo fondamentale svolto dalla coerenza quantistica nei dispositivi fotovoltaici di tipo organico.

Secondo Angel Rubio, la ricerca sarebbe molto importante in quanto potrebbe aprire un nuovo ventaglio di possibilità nel campo dei dispositivi organici applicati al fotovoltaico.

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