Celle solari acquose: sviluppo di controelettrodi privi di platino e studio di fattibilità per l'applicazione di questa tecnologia = Aqueous solar cells: development of platinum-free counter electrodes and feasibility study for the application of this technology

Negli ultimi decenni le celle solari sensitizzate a colorante (DSSC) sono state studiate come valide alternative ai dispositivi fotovoltaici a giunzione p-n. In questo studio di tesi, si farà riferimento in particolare alle DSSC che utilizzano un elettrolita a base acquosa: la sostituzione dei solventi organici permette di ridurre i costi di produzione, non è inquinante e, grazie alla minore volatilità, assicura una maggiore stabilità nel tempo. Per ridurre ulteriormente i costi di fabbricazione, il platino, che è il materiale ad oggi più utilizzato come controelettrodo, è stato sostituito con il polimero PEDOT:PSS. Nella prima parte sono state condotte misure fotovoltaiche ed elettrochimiche per la caratterizzazione del controelettrodo: sotto l’irraggiamento di 1000 W/m2 l’efficienza massima di conversione per il PEDOT:PSS è 1.69%, inferiore a quella delle celle che utilizzano il platino, che raggiungono il 2.33%. Questa differenza è meno evidente quando le celle sono esposte a una minore illuminazione mediante l’utilizzo di filtri. Nella seconda parte, è stato condotto uno studio di fattibilità economia dell’applicazione delle DSSC su superfici vetrate e all’interno di un edificio. È stata valutata la variazione dei consumi totali di energia tenendo conto del diverso fabbisogno energetico per l’illuminazione e per la climatizzazione dell’edificio e della generazione di potenza dal sistema fotoelettrochimico. Il tempo di ritorno attualizzato risulta inferiore per le configurazioni che prevedono l’utilizzo del PEDOT:PSS come catalizzatore perché il costo d’investimento iniziale è inferiore e il risparmio energetico risulta superiore, grazie al maggiore coefficiente di trasmissione della luce.