Le celle solari basate sull’impiego della perovskite hanno da tempo raggiunto e superato un grado di efficienza pari al 20% per quanto riguarda la trasformazione della luce assorbita in energia elettrica. Ci sono però ancora diverse sfide da affrontare affinché possano essere impiegate su larga scala, come oggi avviene con quelle più tradizionali.

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Un team del Karlsruhe Institute of Technology (KIT), studiando a fondo il meccanismo fisico che regola il processo, ha identificato strisce di nanostrutture con direzioni di polarizzazione alternate all’interno dei layer. Sembra trattarsi delle strutture responsabili del trasporto delle cariche generate.

La ricerca è stata pubblicata dall’Energy & Environmental Science Journal e potrebbe costituire un punto di partenza importante per migliorare alcuni aspetti chiave delle celle in perovskite: la realizzazione degli strati in modo più robusto così da assicurarne una maggiore longevità e l’impiego di elementi a impatto ambientale ridotto rispetto a quelli utilizzati oggi nelle sperimentazioni.

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Il team in questione ha analizzato le celle in perovskite con l’ausilio di un microscopio a forza piezoelettrica, scoprendo nanostrutture ferroelettriche nello strato che assorbe la luce, come già detto con direzioni di polarizzazione alternate che favoriscono il trasporto delle cariche generate: sembra essere questo a costituire il segreto delle performance tanto elevate nel fenomeno di conversione. Ecco le parole di Alexander Colsmann, a capo dell’Organic Photovoltaics Group interno al KIT:

Queste strutture ferroelettriche dalle dimensioni pari a poche decine di nanometri formano corridoi quasi perfetti e separati per il trasporto delle cariche generate all’interno delle celle solari.

Si tratta di nanostrutture che si formano in alcune particolari condizioni. Comprenderne le dinamiche, dunque, potrebbe costituire un passo in avanti importante verso la produzione di celle solari in perovskite sempre più efficienti e longeve, dando così una spinta decisiva all’evoluzione dei pannelli fotovoltaici e spalancando le porte a una nuova era nello sfruttamento delle fonti rinnovabili.

3 maggio 2017
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