L’efficienza di conversione di potenza delle celle solari in perovskite è migliorata dal 2009 ad oggi, passando da un 3,8% ad un 20%. Un incredibile salto di qualità se si pensa che si tratta anche di un materiale a basso costo, facile da lavorare. Sembra quindi essere questo il futuro delle celle solari.

Recentemente un gruppo di ricercatori dell’Agency for Science, Technology and Research (A*STAR) di Singapore è riuscito a scoprire come rendere ancora più efficienti le celle solari in perovskite. Si tratterebbe di modificare la fase di essicazione che rientra nel tradizionale processo di produzione.

Quello che avviene di solito, per esempio per la sintesi di una delle principali perovskiti, lo ioduro di piombo metilammonio, è il rivestimento di un precursore, lo ioduro di piombo, con uno strato di biossido di titanio. Successivamente lo ioduro di piombo viene essiccato termicamente per rimuovere qualsiasi traccia di solvente prima che il tutto venga immerso in una soluzione di ioduro metilammonio dalla quale, per reazione con lo ioduro di piombo, si arriva alla creazione di perovskite.

Gli scienziati dell’Institute of Materials Research and Engineering della A*STAR hanno notato come in questo modo quasi il 20% dello ioduro di piombo non subisce la trasformazione in perovskite e questo è dovuto alla formazione, proprio in fase di asciugatura dello ioduro di piombo, di cristalli grossolani che non permettono allo ioduro metilammonio di penetrare completando la trasformazione. In tal modo l’efficienza di conversione di potenza si ferma ad un 11,2%.

Hanno provato quindi a cambiare solvente, utilizzando diclorometano. Con lo stesso processo e le stesse fasi, i risultati sono migliorati: si è arrivati ad un 4% di ioduro di piombo non trasformato e ad una efficienza di conversione del 13,75%.

La scoperta più sorprendente però ha riguardato l’evidenza che saltando del tutto la fase di essicazione termica si è arrivati ad una percentuale di reazione del 99%, con un’efficienza di conversione pari al 15,6%: utilizzando ioduro di piombo fresco la trasformazione in perovskite è stata quasi completa. Jie Zhang, uno dei ricercatori del team di Singapore, spiega:

La scoperta sorprendente è che usando il film bagnato direttamente per la conversione – il metodo più semplice e più diretto – si realizzano le migliori prestazioni e la coerenza necessarie per le applicazioni pratiche.

Il prossimo obiettivo del gruppo di ricerca è quello di sfruttare questa scoperta per realizzare celle fotovoltaiche e moduli più grandi a valutarne le prestazioni e la longevità anche a dimensioni maggiori.

23 maggio 2016
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