Materiali avanzati per celle fotovoltaiche di terza generazione

Negli ultimi anni, si stanno sviluppando nuove tecnologie fotovoltaiche che mirano alla realizzazione di celle solari più economiche rispetto a quelle del tradizionale fotovoltaico e con una migliore integrazione architettonica. Tra queste tecnologie innovative, dette fotovoltaico di terza generazione, si collocano le celle solari a base di semiconduttori nano-cristallini sui quali sono assorbiti coloranti ibridi organici- inorganici in grado di assorbire la luce solare, dette celle di Grätzel o "dye-sensitized solar cells" (DSCs). La DSC, è costituita da tre principali componenti: il fotoanodo, l''elettrolita e il catodo. L''insieme dei componenti viene assemblato e tenuto insieme da un sigillante. Il fotoanodo è costituito da un supporto trasparente (vetro o plastica) reso conduttore mediante deposizione di un sottile strato di ossido trasparente; su di esso viene depositato un film di nanoparticelle di biossido di titanio sul quale viene assorbito il colorante sensibilizzatore in genere un complesso di Rutenio. L''elettrolita è una miscela di iodio e ioduro sciolta in solventi organici. Il catodo più comune è a base di platino o carbonio. La ricerca condotta dai ricercatori dell''Istituto per i Processi Chimico-fisici del Cnr ha consentito di sviluppare un nuovo tipo di catodo trasparente basato su nanoparticelle di platino con diametro di 5 nanometri (nm). Mettendo in relazione il fattore di rugosità ricavato dalle analisi delle immagini acquisite con tecniche di microscopia SEM e AFM dei catodi fatti con tre diversi metodi con le prestazioni fotovoltaiche (Curve I_V) delle rispettive celle, si dimostra che un aumento della rugosità corrisponde ad una migliore attività catalitica del catalizzatore nei confronti dell''elettrolita misurata con la voltammetria differenziale pulsata (DPV). Tale attività è stata condotta nell''ambito dei Progetti EFOR del CNR (MIUR) e DYE- CELLS (MATTM).

Authors: G. Calogero, P. Calandra, A. Irrera, A. Sinopoli, I. Citro, G. Di Marco

Title: A new type of transparent and low cost counter- electrode based on platinum nanoparticles for dye-sensitized solar cells

Journal: Energy Environ. Sci.

Year: 2011

References: 4 (2011), pp. 1838-1844