Materiali Organici e Ibridi e Dispositive per la Produzione di Combustibili Solari, Fotosintesi Artificiale e Fotovoltaico (Centro Ricerca Energia Solare MIB-SOLAR)

Le attuali necessità energetiche possono essere classificate in due principali categorie: a) produzione di elettricità; b) produzione di reagenti e carburanti per il riscaldamento e i trasporti. Abbiamo rivolto la nostra attenzione sull’uso di risorse pulite (luce/energia solare e acqua) per soddisfare la domanda di queste fonti energetiche attraverso l’uso di tecnologie quali: a) FOTOSINTESI ARTIFICIALE; b) ENERGIA FOTOVOLTAICA. Le ricerche vengono svolte presso i laboratori MIB-SOLAR, provvisto di una camera pulita ISO7 e di attrezzature allo “stato dell’arte” per la preparazione e caratterizzazione di materiali e dispositivi.

Fotosintesi artificiale: combustibili solari puliti e rinnovabili

Questa attività consiste nello studio di fotosensibilizatori e catalizzatori per la produzione di idrogeno e ossigeno, anche in combinazione con materiali di derivazione biologica e sistemi biomimetici. I due approcci maggiormente utilizzati sono: a) fotocatalisi; b) celle fotoelettrochimiche (PEC). In particolare, abbiamo rivolto la nostra attenzione sul processo di scissione dell’acqua fotoindotto (water splitting) in PCE, studiando materiali per il fotoanodo (ossidazione dell’acqua), per il fotocatodo (riduzione dell’acqua), e sistemi combinati tandem PEC (foglia artificiale).
La nostra attenzione è rivolta allo sviluppo di antenne molecolari, prive di metalli e a basso costo, realizzati con materiali facilmente reperibili per ottenere migliori proprietà di raccolta della luce, efficienze di conversione luce-combustibile e stabilità a lungo termine.

Fotovoltaico organico e ibrido di ultima generazione

Questa attività consiste nello studio di dispositivi fotovoltaici organici e ibridi di ultima generazione. Nello specifico:

  • Celle solari a colorante (DSSC)
  • Celle solari a perovskite (PSC)
  • Celle solari tandem a multigiunzione

 
L’attenzione è rivolta all’ultima generazione di tecnologia fotovoltaica, come sensibilizzatori a base di grafene e l’uso di solventi ecocompatibili ed “edibili”.
Al fine di migliorarne le prestazioni, sono stati studiati dispositivi tandem in combinazione con celle al silicio o celle a film sottili inorganici.
Una grande varietà di materiali (coloranti organici e organometallici, materiali per il trasporto di elettroni e di lacune, elettroliti, ossidi semiconduttori ed elettrodi) vengono studiati in scala di laboratorio e in scala pre-industriale per la produzione di pannelli fotovoltaici.

Gruppo di ricerca

Laboratori

Hopp Lab – Edificio U5, Piano 2, locale 2043
Laboratorio MIBSOLAR – Edificio U5, Piano Terra, locale T057-T067

Facilities
  • Laboratorio completamente equipaggiato per la sintesi organica e relativa caratterizzazione
  • Caratterizzazione spettroscopica (assorbimento, emissione, NMR, ecc.)
  • Glove boxes
  • Camera pulita per la preparazione e la misura di dispositivi fotovoltaici come celle e moduli
  • Laboratorio di preparazione e misura per la produzione fotocatalitica di idrogeno e ossigeno e lo studio in cella fotoelettrochimica del water splitting (fotosintesi artificiale)