21.12.202011:23

Nuovi nanomateriali luminescenti per il fotovoltaico

Pubblicata su Nano Energy la ricerca di Politecnico di Milano, Università degli Studi di Milano e SCITEC-CNR


È stato pubblicato sulla prestigiosa rivista internazionale Nano Energy un articolo che tratta dello sviluppo di un nuovo materiale luminescente ad alta efficienza e stabilità per l’ambito fotovoltaico. 

La ricerca è frutto della collaborazione tra il Politecnico di Milano, l’Università degli Studi di Milano e l’Istituto di Scienze e Tecnologie Chimiche “Giulio Natta” (SCITEC) del Consiglio Nazionale delle Ricerche (CNR). Al Politecnico se ne è occupato il gruppo di ricerca guidato da Gianmarco Griffini e Stefano Turri, docenti del Dipartimento di Chimica, Materiali e Ingegneria Chimica “Giulio Natta”.

Una promettente tecnologia di cattura e conversione della luce solare è rappresentata oggi dai concentratori solari luminescenti (luminescent solar concentrators, LSC), materiali contenenti coloranti luminescenti (luminofori) in grado di raccogliere i fotoni incidenti e riemetterli attraverso un processo di fotoluminescenza. La luce raccolta e riemessa viene poi convertita in energia elettrica tramite l’impiego di piccole celle fotovoltaiche. La capacità dei luminofori di raccogliere anche la luce diffusa rende l’impiego degli LSC particolarmente vantaggioso in condizioni di bassa illuminazione: questi possono essere integrati come finestre attive semitrasparenti negli edifici.

Un problema che, però, limita fortemente le prestazioni degli LSC è attualmente la forte aggregazione molecolare: le interazioni tra molecole di luminoforo determinano la formazione di aggregati non luminescenti che provocano una diminuzione drastica della luce riemessa dal dispositivo, riducendone l’efficienza. Il nuovo materiale luminescente, studiato all’interno dei laboratori del Politecnico, grazie alla nanoincapsulazione di luminofori ad alta efficienza per LSC, risponde a questo problema garantendo completa ritenzione delle loro proprietà emissive anche allo stato aggregato. 

L’articolo “Highly emissive fluorescent silica-based core/shell nanoparticles for efficient and stable luminescent solar concentrators” è disponibile online: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2211285520311253