Lo sviluppo di pannelli solari in grado di mantenere inalterate le loro prestazioni anche in caso di pioggia è sempre più vicino. Un’équipe di ricercatori della Pohang University of Science & Technology (POSTECH) ha messo a punto un nuovo polimero che coniuga proprietà conduttive e idrofobiche.

Il materiale riesce ad assorbire facilmente l’umidità presente nell’aria. La ricerca, pubblicata sulla rivista Energy & Environmental Science, si è concentrata sulle celle solari in perovskite, uno dei materiali più promettenti per l’industria solare per via dei costi più bassi rispetto al silicio, della grande versatilità e delle buone proprietà elettroniche.

Il livello di efficienza della tecnologia è cresciuto a un ritmo molto rapido negli ultimi anni, passando dal 3% registrato nel 2009 all’attuale 22%. Le celle solari in perovskite secondo gli esperti rivoluzioneranno la produzione di energia fotovoltaica.

Un ostacolo allo sviluppo della tecnologia su scala commerciale è rappresentato dalla scarsa capacità di resistenza all’acqua del materiale. Negli ambienti umidi le celle solari in perovskite tendono a perdere velocemente stabilità e vanno incontro a un crollo delle prestazioni. I ricercatori coreani, coordinati da Taiho Park, hanno scoperto come aggirare il problema, aumentando il livello di tolleranza all’umidità dei pannelli fotovoltaici.

Il polimero messo a punto dagli scienziati garantisce un livello di mobilità degli elettroni elevato e non necessita di additivi. I ricercatori sono intervenuti sullo strato responsabile del trasporto delle cariche all’elettrodo. Questo strato impedisce alla perovskite di entrare a contatto diretto con l’aria.

I materiali convenzionali utilizzati per realizzarlo necessitano di additivi per incrementare la mobilità degli elettroni e inoltre non rappresentano una barriera efficace contro gli agenti esterni. Uno degli additivi più usati reagisce con l’umidità presente nell’aria.

Il nuovo polimero realizzato dai ricercatori coreani, a base di benzotiofene (BDT) e benzotiadiazolo (BT), è orientato in modo da facilitare il flusso verticale degli elettroni anche in assenza di additivi.

Le celle solari in perovskite che sfruttano il nuovo conduttore hanno raggiunto un’efficienza del 17,3% e hanno mantenuto una stabilità elevata per oltre 1.400 ore a un tasso di umidità di ben il 75%. Gli autori dello studio sono convinti che questo progresso accelererà la produzione industriale delle celle solari in perovskite.

21 luglio 2016
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