I pannelli solari sono costituiti da dozzine di celle solari, solitamente realizzate in silicio. Sebbene il silicio rappresenti lo standard attuale, il suo processo di produzione e lavorazione richiede una grande quantità di energia, il che rende la realizzazione stessa dei pannelli solari ancora oggi un’operazione molto costosa. Per renderla più sostenibile ed economica, è necessario quindi adottare nuovi materiali di facile produzione. Come ad esempio quello adoperato dai ricercatori dell’Università della Georgia Tech (USA), grazie al quale sono riusciti a sviluppare quello che è a tutti gli effetti il primo pannello solare senza silicio.
Dal Georgia Tech il primo pannello solare senza silicio
Al centro dell’innovazione del Georgia Tech ci sono i cristalli di perovskite, considerati il materiale ideale per sostituire il tradizionale silicio, utilizzato per la realizzazione dei pannelli solari fin dagli albori di questa tecnologia.
Costituiti da atomi di iodio, piombo ed elementi organici, i cristalli di perovskite presentano tuttavia un limite in termini di durata, che si aggira intorno a un anno, rispetto ai 20 anni delle celle in silicio. Inoltre, sono particolarmente sensibili alle alte temperature estive e possono decomporsi prima che il pannello solare riesca a generare risparmi sui costi energetici per i proprietari di casa.
Per affrontare questa sfida, i ricercatori hanno sviluppato una tecnica che stabilizza le celle solari in perovskite (progettate come una batteria, con un elettrodo positivo e uno negativo) e il cristallo di perovskite inserito tra di essi. Nota come “infiltrazione in fase vapore” (vapor-phase infiltration), questa tecnica prevede l’esposizione del cristallo di perovskite a gas di titanio in un vuoto leggero.
Questo trattamento integra il titanio nello strato superiore della cella solare, rendendo il tutto “[…] più resistente anche alle alte temperature [prevenendo così] il processo di degrado“, ha detto Juan-Pablo Correa-Baena, professore associato presso la School of Materials Science and Engineering.
Minor costo di produzione ed emissioni di carbonio
L’innovazione nella stabilizzazione delle celle solari di perovskite ha il potenziale di trasformare l’industria del solare. Se la transizione dal silicio ai cristalli di perovskite dovesse diventare realtà, il costo della produzione di celle solari potrebbe diminuire significativamente.
Inoltre, l’adozione di questa tecnologia supporterebbe l’obiettivo più ampio di incrementare l’uso delle energie rinnovabili (anche) negli Stati Uniti, contribuendo così alla riduzione delle emissioni di carbonio e alla promozione di un futuro più sostenibile.
