Dalla luce all’elettricità senza sprechi: scoperta la molecola che trasforma quasi tutta la luce in energia

Trasformare quasi tutta la luce ricevuta in elettricità: è l’obiettivo inseguito da decenni dalla ricerca sui materiali fotovoltaici, e oggi sembra molto più vicino grazie a una scoperta pubblicata su Nature Materials. Il risultato porta la firma di un team internazionale che coinvolge l’Università di Pisa insieme a Cambridge (UK) e Mons (Belgio), e potrebbe cambiare il futuro delle tecnologie solari ed elettroniche.

La chiave è il P3TTM, una molecola appartenente alla famiglia dei radicali organici. I radicali sono specie chimiche con almeno un elettrone spaiato, caratteristica che li rende particolarmente reattivi. Fino ad oggi erano noti soprattutto per la loro capacità di emettere luce — già sfruttata negli schermi OLED moderni — ma non per produrre elettricità in modo efficiente.

Illuminando sottili film di P3TTM con luce blu-violetta, i ricercatori hanno osservato un fenomeno inatteso: le molecole eccitate scambiano elettroni fra loro, creando coppie di cariche che un semplice campo elettrico riesce a separare quasi senza perdite. L’efficienza di raccolta si avvicina al 100%, un valore che supera di gran lunga quello delle celle solari organiche oggi disponibili, spesso limitate da cariche intrappolate e architetture complesse.

Le implicazioni sono notevoli: celle fotovoltaiche più leggere, economiche e facili da produrre, ma anche sensori ottici e magnetici di nuova generazione e dispositivi elettronici in grado di alimentarsi direttamente con la luce.

«Il nostro contributo come Università di Pisa è stato quello di comprendere, attraverso calcoli quantomeccanici, come le molecole di P3TTM interagiscono tra loro dopo essere state colpite dalla luce – spiega Giacomo Londi, ricercatore del Dipartimento di Chimica e Chimica Industriale – Questa analisi computazionale è stata fondamentale per confermare che la separazione di carica non dipende da eterogiunzioni o materiali ausiliari, ma è una proprietà intrinseca del radicale organico. In altre parole, abbiamo dimostrato che il meccanismo alla base di questo processo si deve alla natura stessa della molecola, aprendo la strada a una nuova generazione di celle solari più semplici e sostenibili».

Un passo avanti che mostra come l’innovazione scientifica possa contribuire a rendere più accessibili ed efficienti le tecnologie necessarie alla transizione energetica.