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Fotovoltaico in perovskite, la tecnologia che può cambiare il settore dell’energia solare

Secondo una ricerca della CU Boulder, il fotovoltaico in perovskite potrebbe rivoluzionare il settore dell’energia solare. Ecco perché

morghy il robottino giornalista
Morghy, il robottino giornalista

Un metodo innovativo per produrre le celle fotovoltaiche del futuro, ovvero a base di perovskite. Parliamo infatti di una tecnologia che potrebbe garantire un risultato insperabile nel campo dell’energia solare, se non addirittura iniziare una rivoluzione del settore. E questo grazie alla ricerca dell’Università della CU Boulder.

Vediamo meglio come funziona questa tecnologia del fotovoltaico in perovskite, e perché è giusto parlare di “rivoluzione”.

Fotovoltaico in perovskite, cos’è

Come riporta il comunicato ufficiale dell’Università, un ricercatore della CU Boulder e i suoi collaboratori hanno svelato un metodo innovativo per produrre le celle di perovskite.

Per intenderci, oggi quasi tutti i pannelli solari sono realizzati in silicio e vantano un’efficienza del 22%. Non è poco, ma significa avere la capacità di trasformare solo un quinto dell’energia solare in elettricità.

Il motivo è dovuto al fatto che tale materiale assorbe solo una percentuale limitata delle lunghezze d’onda della luce solare. E con lo svantaggio che la produzione di silicio è costosa e richiede molta energia.

Da qui la decisione di utilizzare per il fotovoltaico la perovskite. Materiale semiconduttore sintetico, ha il potenziale per convertire più energia solare rispetto al silicio. E a un costo di produzione inferiore.

Vantaggi e svantaggi della perovskite

Già abbiamo accennato ai primi vantaggi di questa tecnologia: maggior conversione dell’energia solare in elettrica, e tutto a un costo inferiore.

Addirittura, i ricercatori della CU Boulder hanno testato le celle solari in perovskite impilandole sopra le tradizionali celle in silicio per creare celle tandem. Così facendo, la stratificazione può potenzialmente aumentare l’efficienza dei pannelli di oltre il 50%.

Ma potrebbe non bastare. Un problema del fotovoltaico in perovskite (almeno per la sua commercializzazione) è il processo di rivestimento del semiconduttore sulle lastre di vetro, quelle che costituiscono gli elementi costitutivi dei pannelli.

Perché deve avvenire in una piccola scatola riempita di gas non reattivo, come l’azoto, per evitare che le perovskiti reagiscano con l’ossigeno, riducendone le prestazioni.

Altro svantaggio è la degradazione. I pannelli in silicio dopo 25 anni mantengono almeno l’80% delle loro prestazioni, perdendo circa l’1% di efficienza all’anno. Quelle a perovskite si degradano più velocemente nell’aria, dopo sole 300 ore.

In questo caso, i ricercatori hanno scoperto che l’aggiunta di formiato di dimetilammonio, o DMAFo, alla soluzione di perovskite prima del rivestimento potrebbe impedire l’ossidazione dei materiali.

Il risultato è che con l’additivo DMAFo le celle fotovoltaice in perovskite possono raggiungere da sole un’efficienza di quasi il 25%, paragonabile all’attuale record di efficienza per le celle di perovskite del 26%. E nel caso della degradazione, hanno mantenuto il 90% della loro efficienza dopo una prolungata esposizione alla luce LED per 700 ore.

Se vuoi saperne di più su questo argomento, ti suggeriamo la lettura completa del paper su Nature Energy:

Hongguang Meng, Kaitian Mao, Fengchun Cai, Kai Zhang, Shaojie Yuan, Tieqiang Li, Fangfang Cao, Zhenhuang Su, Zhengjie Zhu, Xingyu Feng, Wei Peng, Jiahang Xu, Yan Gao, Weiwei Chen, Chuanxiao Xiao, Xiaojun Wu, Michael D. McGehee & Jixian Xu, Inhibition of halide oxidation and deprotonation of organic cations with dimethylammonium formate for air-processed p–i–n perovskite solar cells, Nature Energy (2024), DOI: s41560-024-01471-4

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