Un nuovo tipo di materiale per le celle solari di nuova generazione elimina la necessità di utilizzare piombo, che è stato un grosso ostacolo per questa tecnologia.

Celle solari, incorporando il minerale perovskite, sono stati al centro dell'attenzione da quando è stato dimostrato che il materiale funziona per la prima volta nel 2009. Le celle solari costruite utilizzando questo materiale sono più efficienti degli attuali pannelli solari. Gli attuali pannelli solari catturano in media dal 15% al ​​18% dell'energia solare, mentre le celle solari in perovskite sono risultate efficienti fino al 28%.

Ma ci sono grossi ostacoli all'uso commerciale di questi materiali:i materiali non sono stabili, e contengono piombo solubile in acqua, che è un pericolo per la salute.

Ora un team di scienziati e ingegneri guidati da Letian Dou, assistente professore di ingegneria chimica alla Purdue University, hanno sviluppato un materiale simile a un sandwich che incorpora materiali organici e inorganici per formare una struttura ibrida che non utilizza piombo e ha una stabilità molto migliorata.

"Queste strutture sono molto eccitanti, " Ha detto Dou. "Le strutture a sandwich sono come pozzi quantici di semiconduttori che sono ampiamente utilizzati oggi in molti dispositivi elettronici e optoelettronici, ma sono molto più facili da produrre e più tolleranti ai difetti, "

La ricerca è stata pubblicata lunedì (11 novembre) sulla rivista Chimica della natura .

In un articolo pubblicato su Giornale della Società Chimica Americana nel mese di settembre, gli scienziati avevano incorporato il materiale in un componente essenziale di molti dispositivi elettronici, un transistor ad effetto di campo.

Yao Gao, autore principale di entrambi i documenti di ricerca e borsista post-dottorato nel gruppo di ricerca di Dou, ha affermato che i nuovi materiali ibridi organici-inorganici perovskite sono più economici e hanno prestazioni migliori di un tradizionale semiconduttore inorganico. Anche, Gao ha detto, la strategia di design del nuovo materiale potrebbe servire da modello per molti altri materiali ibridi funzionali.

"Celle solari, come molti hanno dimostrato, può essere altamente efficiente, " ha detto. "Con la nostra nuova tecnologia, possiamo rendere i materiali ibridi di perovskite intrinsecamente più stabili. Sostituendo il piombo tossico, questi nuovi materiali sono migliori per l'ambiente e possono essere utilizzati in sicurezza anche per i sensori bioelettronici sul corpo".

Un brevetto per questa tecnologia è stato depositato presso l'Ufficio per la commercializzazione della tecnologia della Purdue Research Foundation.