I film sottili di biossido di titanio (titania) sono comunemente usati in vari tipi di celle solari. I metodi di fabbricazione attualmente utilizzati per creare tali pellicole di titanio richiedono alte temperature, oltre che costoso, tecnologie di fascia alta. I ricercatori della Delft University of Technology (TU Delft) hanno ora sviluppato un metodo completamente organico per progettare film sottili di titanio poroso a temperature relativamente basse.

In un articolo recentemente pubblicato in Sistemi sostenibili avanzati , i ricercatori di Delft descrivono come hanno usato un enzima chiamato papaina, che si trova naturalmente nel frutto della papaya, in una semplice procedura dip-coating. "Il riscaldamento delicato in un normale forno domestico ha provocato l'evaporazione della maggior parte del materiale organico, lasciando dietro di sé pellicole di titanio porose" , ha spiegato il ricercatore della TU Delft Dr. Duncan McMillan.

Superficie

Utilizzando il nuovo processo produttivo, Edward van Amelrooij, Studente magistrale in Fisica Applicata, ha creato i primi dispositivi di prova:celle solari sensibilizzate con coloranti naturali. "Gli attuali metodi di produzione richiedono un potente vuoto o attrezzature specializzate necessarie per riscaldare i campioni a 600°C Celsius, " ha detto McMillan. "Questo non solo rende il processo molto costoso, produce anche strati piatti che non possono essere impilati, cedendo una superficie limitata."

Il nuovo metodo, in contrasto, utilizza la deposizione guidata da enzimi in pochi minuti, seguita dall'evaporazione che può essere ottenuta in un normale forno domestico. Sorprendentemente, si è scoperto che fino ad almeno 50 di questi strati di titania possono essere impilati. Inoltre, Dott. Stephan Eijt, anche di TU Delft, ha usato la spettroscopia di annientamento di positroni per rivelare che gli strati di titania erano altamente porosi. McMillan:"Questa natura porosa ci dà accesso a un'ampia superficie. Riteniamo che ciò si tradurrà in un'elevata efficienza delle celle solari se combinato con le tecnologie esistenti"

Basso costo

Il nuovo metodo di produzione, che dovrebbe essere facile da scalare, apre anche le porte alla produzione di film in titanio a basso costo in modo sostenibile. "Questo può benissimo portare a celle solari ingegnerizzate a basso costo che possono essere integrate nelle finestre di case o uffici, " ha affermato McMillan. I ricercatori stanno attualmente lavorando per aumentare le prestazioni e la stabilità delle celle solari utilizzando vari coloranti e regolando la porosità degli strati di titania.