Nuove celle solari di perovskite sostituiranno quelle di silicio.
Un gruppo internazionale di ricercatori guidati dall’Università di Toledo, in collaborazione con l’Università di Washington, Toronto e Northwestern University, hanno ottenuto celle solari efficienti ed economiche con il materiale di perovskite. Sono riusciti a superare il problema della resistenza e della durata.
Il risultato è pubblicato su Science.
“Le celle solari di perovskite offrono un percorso per ridurre il costo dell’elettricità solare data la loro elevata efficienza di conversione di potenza e il basso costo di produzione”, ha affermato il dott. Yanfa Yan dell’Università di Toledo. “Tuttavia, avevamo bisogno di rafforzare la resistenza dell’emergente tecnologia delle celle solari durante il funzionamento all’aperto”.
Questa innovazione apre la strada ad un futuro in cui finestre e facciate di edifici potranno essere integrate con lastre solari sottilissime e flessibili, uno scenario difficile da raggiungere con gli attuali pannelli in silicio.
Mentre i pannelli solari in silicio hanno uno spessore di circa 180 micrometri, le celle solari in perovskite hanno uno spessore di meno di un micrometro poiché possono essere realizzate spargendo il pigmento su una lamina di vetro o metallo, utilizzando pochi altri strati di materiali capaci di facilitare il movimento degli elettroni attraverso la cella.
Celle fotovoltaiche in perovskiti: come funzionano?
Il perovskite è un minerale di biossido di titanio di calcio, dotato di una struttura cristallina molto particolare e complessa che lo rende un ottimo conduttore.
Questo tipo di materiale, scoperto nel 2009, ha attirato l’attenzione per il potenziale senza precedenti di convertire la luce solare in elettricità. Infatti, la composizione del perovskite consente maggiore capacità di assorbire la luce rispetto al silicio.
I ricercatori hanno dimostrato sperimentalmente che le celle solari di perovskite trattate con 1,3-bis(difenilfosfino)propano (DPPP), una molecola a base di difosfina Lewis, hanno mantenuto un’elevata efficienza di conversione della potenza e hanno mostrato una durata superiore dopo il funzionamento continuo sotto illuminazione solare simulata per più di 3.500 ore o più di 145 giorni.
Hanno usato quella che viene chiamata un’illuminazione solare, che è equivalente alla luce solare esterna.
“La fosfina contenente le molecole di base Lewis con due atomi donatori di elettroni, hanno un forte legame con la superficie della perovskite”, ha detto Yan. “Abbiamo visto i notevoli effetti benefici sulla qualità del film di perovskite e sulle prestazioni del dispositivo quando abbiamo trattato le celle solari di perovskite con DPPP”.
“DPPP è anche un prodotto commercializzato a basso costo e di facile accessibilità, che lo rende adatto alla commercializzazione di celle solari di perovskite”, ha affermato il dott. Zhaoning Song, professore assistente di ricerca nel laboratorio di Yan presso l’Università di Toledo e uno degli autori dello studio.
I ricercatori affermano che il prossimo passo per far avanzare la tecnologia è utilizzare le loro scoperte per rendere stabili i pannelli di perovskite.
(Fonte: Physicists solve durability issue in next-generation solar cells)
