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AMBIENTE
Alternative sostenibili

Energia solare e pulita con il Cnr


Ricercatori dell┤Istituto Spin-Cnr, in collaborazione con l┤UniversitÓ di Vienna e la North Carolina State University (Usa), hanno studiato una ┤perovskite┤ ibrida con interessanti proprietÓ fotovoltaiche e totalmente ecologica. La ricerca inoltre potrebbe avere come ricaduta lo sviluppo di dispositivi spin-opto-elettronici pi¨ potenti e multifunzionali. I risultati sono pubblicati su Nature Communications
Redazione 17 Giugno 2015 Condividi
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Negli ultimi anni si è assistito ad una rivoluzione nel campo dei nuovi materiali fotovoltaici. Tra questi le ´perovskiti´ ibride organico/inorganiche sono in grado di convertire il 20% dell´energia solare in energia elettrica. L´aspetto negativo è che contengono piombo, materiale nocivo per la salute e l´ambiente. Ora un team internazionale che coinvolge l´Istituto superconduttori, materiali innovativi e dispositivi (Spin-Cnr) dell´Aquila in collaborazione con l´Università di Vienna e la North Carolina State University, ha segnato un importante passo avanti, attraverso uno studio teorico computazionale sulle perovskiti ecologiche. Il lavoro è pubblicato su Nature Communications.
 
"Il nostro studio era mirato a cercare un´alternativa sostenibile sia alle celle solari fatte di silicio, i cui costi sono elevati a causa dei complessi metodi di fabbricazione, sia alle perovskiti ibride finora studiate, meno costose ma tossiche per l´uomo e per l´ambiente per via del piombo in esse contenuto", spiega Alessandro Stroppa, fisico Spin-Cnr. "Nelle nostre simulazioni al computer, abbiamo studiato una nuova perovskite ibrida promettente in ambito fotovoltaico, e non contenente piombo. Impiegando queste perovskiti per convertire energia solare in elettrica, avremmo quindi energia doppiamente pulita, da una parte perché solare e, dall´altra, perché ottenuta con un composto non contenente piombo".
 
I ricercatori sottolineano altre proprietà interessanti di questo materiale che riguardano la sua struttura elettronica. "La struttura di queste ´perovskiti´ è un ibrido formato da una parte inorganica intercalata con molecole organiche, che, a loro volta, posseggono un dipolo elettrico", prosegue Silvia Picozzi, coordinatore del gruppo Spin-Cnr. "Il nostro studio teorico mostra che questi dipoli possono ordinarsi e dar luogo ad una polarizzazione elettrica che aiuta le cariche foto-generate a separarsi, influenzando positivamente l´attività fotovoltaica, che risulta così potenziata". "Inoltre ci siamo focalizzati sui gradi di liberta´ di spin, un aspetto finora poco studiato in questi materiali, scoprendo una particolare geometria della cosiddetta ´spin-texture´, che risulta controllabile con un campo elettrico esterno.

In questo materiale si potrebbe quindi sfruttare questa nuova funzionalità di spin e ottenere dispositivi multifunzionali efficienti e versatili. Queste peculiari proprietà sarebbero ad esempio potenzialmente eccellenti per lo sviluppo di una nuova generazione di dispositivi spin-opto-elettronici (strumenti che convertono segnali elettrici in segnali ottici -fotoni- e viceversa, come i Led)", conclude Stroppa.

(cnr.it)

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