Le celle solari in perovskite rappresentano un’alternativa molto promettente al fotovoltaico in silicio per via dei costi inferiori delle materie prime e della maggiore flessibilità del materiale. Al momento sono tre i fattori principali che frenano la produzione su scala industriale di questa tecnologia: la scarsa efficienza; la durata della vita troppo breve dei moduli; i problemi di scalabilità.

Un’équipe di scienziati dell’Okinawa Institute of Science and Technology Graduate University (OIST), guidata da professor Yabing Qi, ha identificato una soluzione a ciascuno di questi problemi. La prima ricerca, coordinata dal professor Yan Jiang, è stata illustrata in uno studio apparso sulla rivista scientifica Materials Horizons.

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I ricercatori sono riusciti ad aumentare il livello di efficienza delle celle solari in perovskite sfruttando una soluzione a base di metilammina, in grado di scongiurare la ricombinazione delle cariche, un effetto indesiderato osservato spesso in questo tipo di film fotovoltaico.

La soluzione è riuscita a ridurre la formazione di spazi vuoti tra i cristalli nelle celle solari organico-metalliche a base di alogenuro e perovskite (MAPbI3). Le celle solari sottoposte all’innovativo trattamento hanno raggiunto un’efficienza di ben il 18.4% e un ottimo livello di stabilità. Inoltre questo metodo possiede il vantaggio di essere adatto alla produzione industriale.

Un secondo studio condotto dal team, pubblicato sulla rivista Energy & Environmental Science, ha scoperto come aumentare la durata della vita delle celle solari in perovskite.

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I ricercatori, guidati dal professor Emilio J. Juarez-Perez, hanno scoperto che i gas prodotti dalla degradazione termica del materiale esposto agli agenti esterni sono il metilioduro (CH3I) e l’ammoniaca (NH3) e non la metilammina (CH3NH2) e lo ioduro di idrogeno (HI). Grazie a questa scoperta sarà possibile individuare nuovi metodi per prevenire il deterioramento del materiale e allungare la durata della vita delle celle solari in perovskite.

La terza ricerca, pubblicata dagli scienziati giapponesi sul Journal of Materials Chemistry, è stata coordinata dal dottor Matthew Leyden. I ricercatori sono riusciti a sfruttare il metodo della deposizione chimica da vapore per fabbricare le celle solari in perovskite. Questa soluzione economica è già ampiamente utilizzata in campo industriale e potrebbe sbloccare la produzione su larga scala della tecnologia fotovoltaica.

Gli scienziati hanno creato celle solari più grandi e moduli in perovskiti ibride allo ioduro di piombo e ammidine (FAPbI3). I prototipi creati misurano ben 12 cm2, a fronte degli 0,3 centimetri quadrati dei dispositivi usati comunemente per compiere esperimenti simili.

I nuovi moduli inoltre possiedono una maggiore stabilità termica e sono molto efficienti, a differenza di altre tecnologie sperimentali che tendono a perdere efficienza quando vengono prodotte su larga scala.

7 ottobre 2016
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