Scoperta circa 200 anni fa, la perovskite potrebbe ispirare una nuova generazione di celle solari.
di MIT Technology Review Italia
Le celle perovskitiche sono un particolare tipo di celle fotovoltaiche che utilizzano come materiale assorbente un materiale con struttura simile alla perovskite, un minerale costituito da titanato di calcio. Potenzialmente caratterizzate da alta efficienza, basso costo di produzione e facilità di produzione, caratteristiche che le rendono potenzialmente molto appetibili dal punto di vista industriale, questo genere di celle solari è sotto studio dal 2009 e potrebbe sostituire le celle a base di silicio che dominano il mercato dagli anni ’50.
Ricercatori della Oregon State University e della University of Oxford hanno pubblicato uno studio su Science in cui rivelano come l’utilizzo di un additivo molecolare, migliora notevolmente la longevità delle celle solari perovskitiche.
Con il termine Perovskite si fa ora riferimento a una gamma di materiali che condividono il reticolo cristallino dell’originale scoperto nei Monti Urali nel 1839. Le loro capacità di assorbimento della luce furono scoperte nel 2009 dallo scienziato giapponese Tsutomu Miyasaka.
Due problemi delle perovskiti sono la tendenza a dimostrarsi instabili in condizione di alte temperature quando le temperature aumentano e la vulnerabilità all’umidità, problemi importanti per un prodotto che deve durare due o tre decenni all’aria aperta. A loro favore, sono tolleranti ai difetti.
Le cellule di perovskite possono essere realizzate in grande economia a partire da prodotti chimici e metalli industriali comunemente disponibili, stampandole in serie su film flessibili di plastica. Le celle al silicio, al contrario, sono rigide e realizzate con wafer sottilissimi di silicio quasi puro in un costoso processo ad alta temperatura.
Per vendere un pannello solare negli Stati Uniti e in Europa è necessaria una garanzia di 25 anni. È quindi fondamentale migliorare la stabilità delle celle solari di perovskite.
Sotto la direzione di John Labram dell’OSu College of Engineering, un gruppo di ricercatori ha costruito apparati sperimentali unici per studiare come si altera nel tempo la resistenza elettrica di questi materiali per celle solari. In collaborazione con l’Università di Oxford, i ricercatori hanno rivelato come l’aggiunta di un additivo molecolare, un sale a base del composto organico chiamato piperidina, migliora notevolmente la longevità delle celle solari di perovskite.
Per avviare il proprio prodotto alla commercializzazione, i ricercatori hanno ideato una cellula tandem realizzata sia in silicio che perovskiti. Secondo i test condotti in laboratorio, queste celle solari hanno rivelato un’incremento nell’efficienza del 28%. L’efficienza di una cella solare è definita dalla percentuale di energia solare che una cella converte in energia elettrica utile.
I film semitrasparenti di perovskite potrebbero essere usati un giorno anche per finestre o serre, convertendo parte della luce solare in entrata in elettricità e lasciando passare il resto.
Il costo della generazione di energia è un fattore fondamentale. Le celle solari create in silicio e perovskiti dimostrano al momento la stessa efficienza. Sul lungo termine, le celle in perovskite hanno però il potenziale di venire prodotte ad una frazione del costo delle celle al silicio.
(lo)
