Fotovoltaico, stabilità ed efficienza più elevate con le celle in perovskite

I ricercatori del National Renewable Energy Laboratory hanno fatto un passo avanti nel campo del fotovoltaico. In USA, infatti, si sono raggiunti maggiori livelli di efficienza e stabilità per le celle solari in perovskite.

Celle in perovskite, maggiore efficienza ed elevata stabilità

I ricercatori del National Renewable Energy Laboratory hanno pubblicato, sulla rivista Nature, i risultati dell’uso di una nuova cella solare in perovskite che ha raggiunto livelli rivoluzionari di stabilità ed efficienza nel settore fotovoltaico. Il progetto è stato condotto in collaborazione con l’Università del Colorado a Boulder e l’Università della California, a San Diego.

Una nuova struttura architettonica ha consentito alla cella solare in perovskite di attestare un’efficienza certificata del 24%, pur mantenendo l’87% della sua capacità di uscita originale dopo 2.400 ore di funzionamento a 55 gradi Celsius.

Le celle in perovskite sono definite dalla loro struttura cristallina. Sono attivamente oggetto di ricerca in tutto il mondo per la loro capacità di essere fabbricate su larga scala quali materiali facilmente stampabili che possono essere depositati in qualità di celle solari sottilissime.

Il lavoro del team di ricerca

Le celle flessibili e leggere sono richieste per i loro numerosi usi, come sui tetti a basso carico, nell’aviazione, nei dispositivi indossabili e per la rapida consegna e implementazione delle stesse in situazioni di disastro. Inoltre, la perovskite è un minerale presente in natura, ma rappresentano anche materiali strutturati cristallini prodotti in laboratorio che imitano la forma dei minerali naturali.

La perovskiti ha fatto passi da gigante per quel che concerne la propria efficienza, passando dal 3% del 2009 a oltre il 25% di oggi. Tuttavia, il materiale attualmente lotta con la stabilità, in parte perché la sensibilità alla temperatura lo fa degradare in modo relativamente rapido. Le prime celle funzionavano solo per pochi minuti o ore, un tempo, ma oggi hanno una durata di diversi mesi.

Questo progetto di ricerca ha impiegato l’uso di un’architettura “invertita”, che si ottiene utilizzando una diversa tecnica di stratificazione nel substrato di vetro in cui vengono depositati i cristalli di perovskite.

Il team ha anche utilizzato una nuova molecola sulla superficie della perovskite, la 3-(amminometil) piridina (3-APy). La molecola ha reagito al formamidinio all’interno della perovskite, creando un campo elettrico sulla superficie dello strato di perovskite.

“Ciò, improvvisamente, ci ha dato un enorme impulso non solo di efficienza ma anche di stabilità“, ha detto Kai Zhu, scienziato senior in chimica e nanoscienze presso NREL. La nuova molecola ha aumentato l’efficienza da meno del 23% a oltre il 25%.

Riproduzione riservata © 2024 - LEO