L’unione fa la forza. Questo detto calza a pennello nel mondo del fotovoltaico di ultima generazione, dove si sono realizzate delle celle solari in silicio e perovskite che hanno un’alta efficienza di conversione, pari al 25,2 %.

A firmare l’impresa i ricercatori dell’Ecole Polytechnique Fédérale di Losanna e del Centro svizzero di elettronica e microtecnica, che hanno ideato delle unità ibride da record puntando su un procedimento economico e semplice, integrabile nelle attuali linee di produzione.

Celle solari con perovskite e silicio per il nuovo fotovoltaico

Nel comparto del fotovoltaico, finora il re incontrastato è stato silicio, che copre il 90% del mercato grazie ai costi contenuti, alla stabilità e all’efficienza (20-22%) della tecnologia. Il silicio sembra però aver raggiunto il suo limite teorico, ovvero questo materiale non può essere più efficiente di come è oggi.

Che fare? Per migliorarlo si è pensato di puntare sulle celle multi giunzione, dove sono disposti diversi substrati di materiali semiconduttori in grado di massimizzare l’assorbimento dei raggi solari e la conversione in elettricità.

La perovskite converte molto bene la luce blu e verde, mentre il silicio è più efficace in presenza di luce rossa e infrarossa, quindi combinandoli aumenta la quantità di energia generata.

Peccato sia complicato e dispendioso economicamente realizzare questa tipologia di celle. Almeno fino a ieri. Ora le cose sono cambiate.

Il team di ricercatori svizzeri, come emerge nella ricerca pubblicata su Nature Materials, è riuscito a trovare una tecnica per fabbricare celle solari in silicio e perovskite economicamente competitive ed efficienti, in sostanza integrando una cella di perovskite direttamente sopra una cella standard in silicio e ottenendo un’efficienza record del 25,2%, il tutto aggiungendo solo alcuni passaggi all’attuale processo di produzione di celle di silicio, con costi contenuti.

Ma non finisce qui. In Inghilterra non sono rimasti a guardare. Un team internazionale di ricercatori dell’Università di Cambridge, ha scoperto che l’aggiunta di ioduro di potassio va a correggere quei difetti che finora hanno limitato l’efficienza delle celle solari a perovskite a buon mercato.

Lo studio, riportato sulla rivista scientifica Nature, prende in esame delle celle di perovskite agli alogenuri metallici, un gruppo di materiali ionici a semiconduttore che si stanno facendo largo nelle tecnologie fotovoltaiche a film sottile in termini di efficienza di conversione della luce solare.

I ricercatori hanno modificato la composizione chimica degli strati di perovskite aggiungendo ioduro di potassio agli inchiostri di perovskite, che poi si auto assemblano in pellicole sottili. Lo ioduro di potassio forma sopra la perovskite uno strato che rende il materiale più stabile. Il potassio stabilizza le bande di perovskite nelle celle solari in silicio e le rende più efficienti.

C’è grande interesse per la perovskite – un composto di calcio, titanio e ossigeno –, ma è stata scoperta già nel 1839 sui monti Urali, anche se solo a partire dal 2006 ha iniziato ad attirare l’attenzione degli scienziati, dopo che Tsutomu Miyasaka, ricercatore della giapponese Toin University, ha dimostrato la caratteristica di semiconduttori di alcune perovskiti, ponendo così le basi per sperimentare celle solari innovative.

In futuro, insomma, si parlerà molto delle proprietà della perovskite da sfruttare nel fotovoltaico di ultima generazione.

https://actu.epfl.ch/news/silicon-perovskite-solar-cells-achieve-record-effi/

Celle solari: l’efficienza massima del fotovoltaico è quasi realtà
5 (100%) 1 vote