Luce trasformata in elettricità, per le celle solari del futuro

Un semiconduttore organico è riuscito a fare ciò che finora sembrava impossibile: trasformare quasi tutta la luce che riceve in elettricità . La scoperta, pubblicata sulla rivista Nature Materials e frutto di una collaborazione tra l'Università di Pisa, l'Università britannica di Cambridge e l'Università belga di Mons, potrebbe rivoluzionare il futuro delle celle solari e dei dispositivi elettronici alimentati dalla luce.

Il protagonista di questa ricerca è il P3ttm , osserva l'università di Pisa in una nota, una molecola appartenente alla famiglia dei radicali organici . Finora questi ultimi erano noti soprattutto per la loro capacità di emettere luce (vengono già usati nei moderni schermi Oled), ma non per produrre elettricità in modo efficiente. La novità è che, illuminando sottilissimi film di P3ttm con luce blu-violetta , le molecole non solo si eccitano ma si scambiano elettroni tra loro , creando coppie di particelle cariche . Quando queste vengono separate da un semplice campo elettrico , la conversione in corrente elettrica è quasi perfetta, con un'" efficienza di raccolta" vicina al 100% . In altre parole, quasi tutta l'energia della luce viene trasformata in elettricità utilizzabile.

I vantaggi sono enormi. Con il P3ttm la luce diventa elettricità in modo semplice e diretto, senza bisogno delle complesse architetture finora utilizzate. Questo apre la strada a celle solari più economiche , leggere e facili da produrre , ma anche a nuovi sensori ottici e magnetici, e a dispositivi elettronici innovativi che sfruttano la luce come fonte diretta di energia.

"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", rileva Giacomo Londi, ricercatore del dipartimento di Chimica e Chimica industriale. "Questa analisi computazionale - prosegue - 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. In altre parole, 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".