Scoperta molecola che converte quasi tutta la luce in corrente elettrica

Un team internazionale di ricercatori ha raggiunto un traguardo che sembrava irraggiungibile: realizzare un semiconduttore organico capace di convertire quasi tutta la luce ricevuta in elettricità. Lo studio è stato pubblicato sulla rivista Nature Materials e nasce dalla collaborazione tra l’Università di Pisa, l’Università di Cambridge e l’Università di Mons.

Il P3TTM: un radicale organico con proprietà uniche

La molecola al centro della scoperta è il P3TTM, appartenente alla famiglia dei radicali organici. I radicali sono noti per la loro elevata reattività dovuta alla presenza di un elettrone spaiato. Fino a oggi, erano impiegati principalmente per la loro capacità di emettere luce, ad esempio nei display OLED. Tuttavia, la loro efficienza nella produzione di elettricità era considerata limitata.

Il P3TTM ha dimostrato caratteristiche sorprendenti: quando esposto a luce blu-violetta, forma coppie di cariche elettriche che si separano spontaneamente sotto l’azione di un campo elettrico. Il risultato è un’efficienza di raccolta prossima al 100%, un valore eccezionale che indica una conversione quasi totale dell’energia luminosa in energia elettrica.

Impatti sulla tecnologia fotovoltaica

Nelle celle solari organiche tradizionali, una parte significativa della luce viene persa a causa della difficoltà nel separare le cariche generate. Il nuovo materiale semplifica drasticamente il processo: le cariche si formano e si separano con facilità, senza la necessità di architetture complesse o materiali ausiliari.

Questa scoperta apre nuove possibilità per lo sviluppo di celle solari più leggere, economiche e facili da produrre. Inoltre, il P3TTM potrebbe essere impiegato anche in altri dispositivi elettronici che sfruttano la luce, come sensori ottici, magnetici e sistemi di alimentazione autonoma.

Il contributo dell’Università di Pisa alla scoperta

Un ruolo chiave nella ricerca è stato svolto dal gruppo dell’Università di Pisa, che ha analizzato il comportamento delle molecole di P3TTM attraverso simulazioni quantomeccaniche. I calcoli hanno permesso di dimostrare che la separazione delle cariche è una proprietà intrinseca della molecola stessa, non dipendente da eterogiunzioni o materiali esterni. Questa evidenza conferma che la tecnologia basata sui radicali organici può offrire un’alternativa più semplice e sostenibile per il fotovoltaico e per la produzione di energia da fonti luminose.