Un gruppo di ricercatori di CNR-ISM, CNR-SCITEC, CNR-ISMN e del Politecnico di Milano ha pubblicato sulla rivista Journal of Materials Chemistry C uno studio multidisciplinare che combina sintesi sostenibile, caratterizzazione fotofisica avanzata e applicazione in dispositivi, con particolare attenzione ai concentratori solari luminescenti (LSC), dispositivi trasparenti in grado di catturare la luce solare e convertirla in energia, ideali per finestre e facciate intelligenti.
I ricercatori hanno sviluppato tre nuovi luminofori organici derivanti dalla trifenilammina, ottenuti tramite una sintesi sostenibile in tre step realizzata in propan-1,2-diolo e a temperatura ambiente. Questo approccio ha permesso di ottenere rese totali molto elevate (fino all’86%) e un impatto ambientale ridotto in termini di produzione di scarti di lavorazione (E-factor totale <190), in linea con i principi della chimica verde. I luminofori sono stati incorporati in matrici di PMMA per la realizzazione di LSC che si sono rivelati altamente trasparenti (AVT ~90%). I dispositivi così ottenuti hanno mostrato eccellenti prestazioni ottiche, con efficienze fotoniche interne fino al 50% ed esterne oltre il 5%, valori tra i più alti mai registrati per LSC organici trasparenti. Inoltre, i materiali hanno evidenziato un’ottima stabilità fototermica e una ridotta sovrapposizione spettroscopica tra assorbimento ed emissione, fondamentale per minimizzare le perdite da riassorbimento. Questi risultati dimostrano il potenziale dei nuovi sistemi TPA-based per applicazioni in fotovoltaico architettonico integrato, dove estetica, sostenibilità e prestazioni devono coesistere. Il lavoro apre la strada a futuri sviluppi verso LSC su larga scala, efficienti e a basso impatto ambientale.

Gli autori ringraziano per i finanziamenti ricevuti dal Ministero dell'Università e della Ricerca (MUR) (PRIN 2022 Prot. 2022BREBFN, progetto: NIR+), dalla Fondazione Cariplo (Rif. 2023-1656, progetto: PHASMA), dall'ICSC-Centro Nazionale di Ricerca in High Performance Computing, Big Data e Quantum Computing, finanziato dall'Unione Europea-NextGenerationEU (grant CN00000013), e dal programma HORIZON EUROPE nel progetto "Fast plasma-assisted perovskite crystallization for high efficiency lead-free perovskite thin film photovoltaics" (SMARTLINE PV), con accordo di finanziamento n. 101122327.