Il fotovoltaico in perovskite non deve guardare solo all’efficienza energetica, ma anche alla sostenibilità. E proprio per potenziare quest’ultimo aspetto un team di ricercatori guidato dall’Università di Nanchino (Cina) ha sviluppato una soluzione ecologica che potrebbe rivoluzionare la produzione delle celle solari tandem basate su perovskite.
Celle solari in perovskite e il problema della sicurezza ambientale
Tecnologia promettente nel campo del fotovoltaico, le celle solari in perovskite possono prevedere una configurazione particolare, detta “tandem”. In questo caso, si utilizzano due strati sovrapposti (detti a banda larga) con proprietà complementari di assorbimento della luce, che garantiscono un’efficienza di conversione energetica elevata.
Ma c’è un problema. La produzione delle celle a tandem richiede l’utilizzo di particolari solventi (come il N,N-dimetilformammide) che oltre a essere tossici sono anche difficili da gestire in termini di sicurezza ambientale e industriale.
Da tempo molti ricercatori hanno provato a sostituirli con alternative green, ma quasi sempre con risultati deludenti: molti solventi ecologici non funzionano con le perovskiti a banda larga, e non è possibile sostituire gli strati a banda larga, essendo indispensabili per le celle solari a tandem.
Di recente, però, i ricercatori dell’Università di Nanchino hanno affrontato questa problematica sviluppando una soluzione che non solo rispetta l’ambiente, ma è anche altamente efficace.
Efficienza e sostenibilità nelle nuove celle solari
Composto da dimetilsolfossido, acetonitrile e alcol etilico, questo solvente non solo dissolve efficacemente i sali di cesio e bromo necessari per la sintesi delle perovskiti, ma previene anche la degradazione dei composti chimici coinvolti.
E questo anche nel caso della realizzazione delle sopramenzionate celle in perovskite a banda larga. Tra l’altro, con questo solvente i ricercatori hanno potuto utilizzare per la produzione delle celle la tecnica del blade-coating, molto adatta alla produzione su larga scala.
Stando al sito specializzato Techxplore, nei test è emerso che con questo solvente l’efficienza di conversione energetica ha raggiunto rispettivamente il 19.6% nel caso delle celle a 1.78 eV, e il 21.5% in quelle a 1.68 eV. Per quanto riguarda le celle tandem prodotte interamente in perovskite, l’efficienza ha raggiunto addirittura il 23,8%. Sono numeri che rappresentano una svolta per la sostenibilità del fotovoltaico in perovskite.
Racconta Ke Xiao, co-autore dello studio pubblicato sulla rivista Nature Energy, ora l’obiettivo futuro è “continuare a cercare di ridurre i costi e migliorare l’efficienza delle celle solari tandem interamente in perovskite ai fini della loro industrializzazione“.
