La ricerca della Columbia University potrebbe portare allo sviluppo di celle solari con il doppio l'efficienza della tecnologia basata sul silicio convenzionale
(Rinnovabili.it) – Il segreto per un fotovoltaico ancora più efficiente è nella chimica. Soprattutto quella alla base della nuova promessa tecnologia del solare: i cristalli ibridi di perovskite. Il materiale ha già stupito il mondo con i suoi rapidi sviluppi e miglioramenti, ma ora un team di chimici della Columbia University, negli Stati Uniti, è convinto di aver capito il modo per regalare al fotovoltaico in perovskite il doppio dell’efficienza del concorrente commerciale numero uno, ossia le celle in silicio. Il lavoro del gruppo – si legge nell’articolo pubblicato su Science – si è focalizzato su una classe di materiali noti come ibridi organici inorganici di perovskite (HOIPs).
I pannelli in silicio, che attualmente dominano il mercato dell’energia solare, devono avere una purezza del 99,999 per cento per essere efficaci e anche difetti microscopici sono in grado di influenzare notevolmente le loro prestazioni. Il motivo per cui le HOIPs hanno causato tanta entusiasmo in questi ultimi anni è che sono in grado di raccogliere energia dalla luce anche quando i cristalli presentano un numero significativo di difetti. E dal momento che non hanno bisogno di essere “purificati”, possono essere prodotti su larga scala e a basso costo. Nel corso degli ultimi sette anni, gli scienziati sono riusciti ad aumentare l’efficienza degli HOIPs dal 4 per cento al 22 per cento. Le migliori celle al silicio, prodotto di decenni di ricerca, sono in grado di convertire circa il 25 per cento di energia del sole in corrente elettrica.
Ma nonostante gli scienziati già sapessero che il materiale era destinato a superare il fotovoltaico tradizionale, fino ad ora non avevano mai compreso pienamente il perché. La squadra della Columbia ha scoperto che il tasso di perdita di energia dagli elettroni eccitati è molto più lenta negli HOIPs e anche che il meccanismo responsabile di ciò impedisce di fatto agli elettroni di sbattere contro difetti nei materiali. Il Professor Xiaoyang Zhu, che ha guidato la ricerca, sostiene che la scoperta permetterà di ottimizzare la progettazione dei materiali e spingere l’efficienza delle celle a base di perovskite ben al di là della tecnologia in commercio.
