Fotopolimeri luminescenti: come convertire la luce UV in luce visibile utile ai dispositivi fotovoltaici

L’energia solare è la risorsa rinnovabile sulla quale si stanno concentrando i maggiori sforzi in ambito accademico e industriale, e la fabbricazione di dispositivi fotovoltaici a basso costo e minimo impatto ambientale è ormai diventato un obiettivo chiave e molto stimolante. Tra i vari dispositivi proposti negli anni, le celle fotoelettrochimiche di Grätzel (dye-sensitized solar cells, DSSCs) si stanno imponendo come tecnologia efficiente e basata su materiali largamente disponibili e poco costosi (diossido di titanio, coloranti organici, coppie redox, …). Le DSSCs sono una tecnologia già in commercio, e la ricerca scientifica si sta concentrando sulle problematiche connesse alle loro prestazioni e al loro invecchiamento. In questo lavoro, si propone un coating fluorurato fotopolimerizzato avente l’obiettivo ambizioso di risolvere due grandi problemi delle DSSCs. In primo luogo, porre un rivestimento altamente idrofobo sul vetro esterno delle celle consente un forte miglioramento della loro durabilità, per via dell’effetto autopulente e idrorepellente (l’acqua è estremamente dannosa quando riesce a permeare all’interno delle celle). In secondo luogo, l’introduzione di particolari luminofori nel coating permette di raggiungere un traguardo straordinario: tali composti assorbono la luce UV (dannosa per alcuni componenti della cella) ed emettono luce visibile in prossimità del picco di assorbimento del colorante organico della DSSC. In questo modo, oltre ad aumentare la vita del dispositivo, si ottiene anche un incremento notevole della fotocorrente prodotta, in quando la cella riesce a sfruttare una porzione dello spettro altrimenti inutilizzabile. La prova di concetto che proponiamo apre una nuova realtà nel campo dei rivestimenti polimerici protettivi dei dispositivi fotovoltaici, e può trovare applicazione anche in tecnologie differenti dalle DSSCs.