La perovskite è uno dei materiali più promettenti per lo sviluppo di celle solari di nuova generazione, che siano allo stesso tempo economiche, efficienti e versatili. Un’équipe di ricercatori del Los Alamos National Laboratory, della Northwestern University e della Rice University ha compiuto un importante progresso nella fabbricazione di cristalli in perovskite più stabili ed efficienti. Attualmente le celle solari in perovskite superano il 20% di efficienza ma non resistono a lungo agli agenti atmosferici.

Gli scienziati americani hanno sviluppato un nuovo tipo di perovskite bidimensionale con un elevato livello di stabilità e tre volte più efficiente dei materiali convenzionali. La scoperta è stata descritta sulla prestigiosa rivista scientifica Nature. Hsinhan Tsai, una delle firme dello studio, ha spiegato che la sperimentazione ha chiarito il ruolo dell’orientamento dei cristalli nell’efficienza delle celle solari in perovskite, rimasto un mistero per oltre due decenni:

Per la prima volta siamo stati in grado di capovolgere i cristalli durante il processo di fusione. Siamo riusciti a creare cristalli in cui gli elettroni fluiscono verticalmente lungo il materiale senza rimanere intrappolati nei cationi organici.

Il promettente materiale bidimensionale è stato creato per la prima volta alla Northwestern University a seguito delle intuizioni di alcuni ricercatori. Gli scienziati hanno iniziato a studiare un materiale con una struttura perpendicolare al substrato.

Il materiale è stato poi perfezionato dai ricercatori del Los Alamos National Laboratory, esperti nella fabbricazione di celle solari con prestazioni elevate. Il team aveva già prodotto celle solari in perovskite in grado di autoripararsi dopo una breve esposizione al buio.

Secondo i ricercatori le perovskiti 2D superano i risultati delle precedenti tecnologie e permetteranno di creare celle solari stabili e dispositivi optoelettronici più efficienti, tra cui LED, laser e sensori.

Rispetto alla perovskite 3D il materiale non perde efficienza e stabilità quando viene esposto per molto tempo all’aria e alla luce solare. Il livello di efficienza ottenuto grazie alla tecnica della fusione a caldo è stato del 12%, a fronte del 4,73% conseguito con le celle bidimensionali sviluppate in precedenza nello stesso laboratorio.

7 luglio 2016
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