Totalmente ecologica e con interessanti proprietà fotovoltaiche. E’ la nuova ‘perovskite’ ibrida studiata dai ricercatori dell’Istituto superconduttori, materiali innovativi e dispositivi (Spin-Cnr) dell’Aquila, in collaborazione con l’Università di Vienna e la North Carolina State University (Usa). I risultati sono stati pubblicati su Nature Communications.
Le ‘perovskiti’ ibride organico/inorganiche, recente rivoluzione nel campo dei nuovi materiali fotovoltaici, sono in grado di convertire il 20% dell’energia solare in energia elettrica ma contengono piombo, nocivo per la salute e l’ambiente. La ricerca internazionale segna ora un importante passo avanti su questo fronte.
‘Il nostro studio era mirato a cercare un’alternativa sostenibile sia alle celle solari fatte di silicio, i cui costi sono elevati a causa dei complessi metodi di fabbricazione, sia alle perovskiti ibride finora studiate, meno costose ma tossiche per l’uomo e per l’ambiente per via del piombo in esse contenuto’, spiega Alessandro Stroppa, fisico Spin-Cnr.
‘Nelle nostre simulazioni al computer, abbiamo studiato una nuova perovskite ibrida promettente in ambito fotovoltaico, e non contenente piombo. Impiegando queste perovskiti per convertire energia solare in elettrica, avremmo quindi energia doppiamente pulita, da una parte perché solare e, dall’altra, perché ottenuta con un composto non contenente piombo’, aggiunge Stroppa.
I ricercatori sottolineano altre proprietà interessanti di questo materiale che riguardano la sua struttura elettronica. ‘La struttura di queste perovskiti è un ibrido formato da una parte inorganica intercalata con molecole organiche, che, a loro volta, posseggono un dipolo elettrico’, spiega Silvia Picozzi, coordinatore del gruppo Spin-Cnr. ‘Il nostro studio teorico mostra che questi dipoli possono ordinarsi e dar luogo a una polarizzazione elettrica che aiuta le cariche foto-generate a separarsi, influenzando positivamente l’attività fotovoltaica che risulta così potenziata’, aggiunge.
‘Inoltre ci siamo focalizzati sui gradi di libertà di spin, un aspetto finora poco studiato in questi materiali, scoprendo una particolare geometria della cosiddetta spin-texture, che risulta controllabile con un campo elettrico esterno. In questo materiale si potrebbe quindi sfruttare questa nuova funzionalità di spin e ottenere dispositivi multifunzionali efficienti e versatili – conclude la ricercatrice – Queste peculiari proprietà sarebbero ad esempio potenzialmente eccellenti per lo sviluppo di una nuova generazione di dispositivi spin-opto-elettronici, strumenti che convertono segnali elettrici in segnali ottici -fotoni- e viceversa, come i Led’.
