All’interno della famiglia di celle organiche, esiste una tipologia definita “ibrida”, capace di combinare i benefici dei componenti organici con quelli di tipo inorganico. In un sistema a base di silicio cristallino, ampiamente adottato negli impianti convenzionali, si sfrutta il principio di trasferimento di carica, abbinando strati sbilanciati e con presenza elettroni e lacune in quantità differenti, in modo da generare un flusso di corrente, quando il sistema viene esposto alla luce.
Nel caso del fotovoltaico ibrido e dei sistemi che sfruttano il binomio polimero – nanoparticelle, si accoppiano strati di polimeri organici a materiali inorganici. Questa infrastruttura consente l’assorbimento della luce e il trasporto di elettroni per la generazione di corrente.
A livello costruttivo, la singola giunzione viene generata accorpando una matrice polimerica a specifiche particelle di semiconduttore organico. Si tratta di una tecnica innovativa, in fase di studio e costantemente sviluppata. Attualmente l’efficienza è particolarmente ridotta e inferiore al 3%.
Speciali celle ibride vengono definite “a pigmenti sensibili” e si differenziano per l’impiego di elemento organico colorato, capace di assorbire la luce. Come conduttore di lacune viene utilizzato un elettrolita di tipo liquido, in abbinamento a un conduttore di elettroni a base di ossido metallico.
Si tratta di celle che richiedono un processo di lavorazione e sviluppo piuttosto semplice, oltre all’impiego di componenti attivi relativamente economici (biossido di titanio). Conseguentemente, il costo di produzione può essere sensibilmente inferiore rispetto alle tradizionali celle al silicio. Rispetto alle prime varianti sviluppate diverso tempo fa, le attuali celle a pigmenti possono contare su un principio di “rigenerazione” che ha rimosso il vincolo principale di questo tipo prodotti. Inizialmente, infatti, si era riscontrata una limitata durata nel tempo e quindi una scarsa possibilità di integrazione in impianti fissi. Ora, grazie a particolari processi chimici, è possibile sostituire il pigmento sensibile, ripristinando le capacità dell’intera cella. In questo modo è garantita una durata superiore persino ai dispositivi basati sul silicio.
Una recente evoluzione ha inoltre permesso di sviluppare una variante di celle organiche semitrasparenti e caratterizzate da un filtro colorato. Si tratta di apparati molto sottili (meno di un millimetro), flessibili, riciclabili e adatti a molteplici impieghi. Possono essere infatti integrate con facilità, per esempio, nell’edilizia moderna, come supporti per finestre o pensiline di sosta per auto e mezzi. Il grado di trasparenza e il colore può essere modificato in base alle necessità.