Giappone: sviluppata una cella solare organica estensibile con efficienza del 14,2%

Un team di ricercatori giapponesi ha sviluppato una cella solare organica estensibile in grado di mantenere elevati livelli di efficienza, contrastando al contempo la formazione e la propagazione di crepe.

Lo studio, condotto dal Riken Center for Emergent Matter Science, ha portato alla creazione di una cella fotovoltaica organica intrinsecamente estensibile (IS-OPV), capace di mantenere prestazioni elevate anche sotto stress meccanico significativo. Secondo quanto riportato su Nature Communications, la cella è stata progettata senza uno strato di trasporto degli elettroni (ETL), ma con uno strato di trasporto delle buche potenziato dallo zwitterione ION E, che contribuisce a distribuire uniformemente la tensione sugli strati sottostanti, migliorando l’elasticità complessiva del dispositivo.

Gli scienziati hanno inoltre impiegato una tecnica di terpolimerizzazione per sviluppare un nuovo materiale donatore, il Ter-D18, combinato con l’accettore Y6 per ottimizzare sia l’efficienza energetica sia la resistenza meccanica. A completare l’innovazione, il catodo superiore della cella è stato realizzato con un metallo liquido eutettico a base di gallio-indio (EGaIn), riducendo l’impatto dell’interfaccia assorbitore-catodo sulle prestazioni complessive.

I test condotti in condizioni di illuminazione standard hanno confermato un’efficienza di conversione dell’energia pari al 14,2%. Anche in condizioni di trazione, con un allungamento del 52%, il dispositivo ha mantenuto l’80% dell’efficienza iniziale, mentre dopo 100 cicli di deformazione al 10% la perdita di efficienza è stata contenuta al 5%.

Secondo i ricercatori, questo approccio potrebbe aprire nuove prospettive per lo sviluppo di celle solari organiche flessibili e resistenti, con applicazioni nel settore dell’elettronica indossabile. In un recente studio, lo stesso team ha realizzato una cella OPV impermeabile e ultra-flessibile, con uno spessore di appena 3 micrometri, in grado di resistere ai cicli di lavaggio in lavatrice mantenendo intatte le proprie prestazioni.