Il Giappone punta a installare entro il 2040 20 gigawatt di capacità solare basata su perovskite, con applicazioni urbane innovative come pannelli flessibili integrati negli edifici. In questo scenario, la Sumitomo Heavy Industries (SHI) ha compiuto un passo avanti significativo, sviluppando un metodo all’avanguardia per la deposizione di strati ultra-sottili di trasporto elettroni (ETL) nelle celle solari al perovskite. Questa tecnologia, capace di unire efficienza energetica, sostenibilità ambientale e costi contenuti, potrebbe aprire la strada a soluzioni energetiche più pulite e accessibili su larga scala, e sostenere ulteriormente l’espansione del perovskite.
Dal Giappone un nuova tecnologia per la produzione di perovskiti
Come racconta la società nel suo comunicato, le celle solari al perovskite sono composte da più strati funzionali, tra cui l’ETL, che può essere depositato sopra o sotto lo strato perovskite generatore di elettroni. Questo strato è cruciale perché permette agli elettroni prodotti nella perovskite di fluire efficacemente verso l’elettrodo.
Tuttavia, la deposizione dell’ETL richiede attenzione particolare: il materiale perovskite è molto sensibile alle alte temperature e ai processi ad alta energia, rendendo i metodi convenzionali poco compatibili. I tradizionali metodi chimici di deposizione presentano sfide significative: costi elevati dei materiali, difficoltà di scalabilità e l’impiego di gas tossici o infiammabili.
SHI ha superato questi limiti sviluppando una tecnologia di deposizione dei film basata sul metodo proprietario Reactive Plasma Deposition (RPD), in grado di creare strati di ossido di stagno (SnO₂) perfettamente adatti a funzionare come ETL.
Vantaggi concreti per l’energia sostenibile e la produzione di massa
L’ossido di stagno non è di per sé un materiale nuovo: si tratta di un semiconduttore già utilizzato in altre tecnologie, apprezzato per la sua eccellente conducibilità elettrica. La vera innovazione consiste nel dimostrare che il processo PVD può produrre film di SnO₂ con le proprietà isolanti necessarie per svolgere efficacemente il ruolo di ETL.
E tutto questo avviene utilizzando gas non pericolosi e con una velocità sorprendente, fino a 200 volte superiore rispetto ai metodi concorrenti. Sul piano economico, l’azienda stima una riduzione dei costi fino al 99,5% rispetto alle tecniche attuali, rendendo la produzione su larga scala più sostenibile e conveniente.
Inoltre, poiché RPD è già utilizzato con successo nella deposizione di film conduttivi trasparenti (TCF) come l’Indium Tin Oxide (ITO), SHI può integrare depositi ETL e TCF in un unico processo continuo, semplificando la produzione industriale delle celle solari.
“Applicando questa tecnologia di deposizione di film alla produzione di massa di celle solari in perovskite, miriamo ad accelerarne l’adozione, che a sua volta contribuirà a una società a zero emissioni di carbonio“, conclude la società.
