Fotovoltaico in perovskite: i progressi italiani

Create nuove celle più economiche, resistenti ed efficienti. Grazie al lavoro dei ricercatori IIT e dell’Università di Roma Tor Vergata il fotovoltaico in perovskite accelera l’ingresso sul mercato

(Rinnovabili.it) – Gli analisti di settore prevedono che il fotovoltaico in perovskite arrivi sul mercato dopo il 2019. Un tempo relativamente breve, considerato che le prime sperimentazioni di questi cristalli nel settore solare risalgono solo a pochi anni fa, e alla cui accelerazione sta contribuendo anche la ricerca italiana. L’ultimo progresso in tal senso arriva dai ricercatori dei Graphene labs di IIT e del Polo Solare Organico “CHOSE” dell’Università di Roma Tor Vergata. Come raccontano nella pubblicazione su Advanced Energy Materials, gli scienziati hanno lavorato su nuovi processi e materiali da integrare nell’architettura della cella solare, per renderla più economica ma soprattutto più efficiente.

L’ingrediente segreto usato nei laboratori IIT, altro non è che il Bisolfuro di Molibdeno (MoS2), un minerale oggi in gran parte impiegato come lubrificante solido. Il team ha realizzato un inchiostro contenente sottilissimi “fiocchi” di MoS₂ (larghi tra i 200 e i 600 nanometri e spessi soltanto 2 nanometri).

“I materiali 2D, come quelli utilizzati in questa ricerca”, spiega Aldo Di Carlo dell’Università di Roma “Tor Vergata”,  “permettono di rivoluzionare il modo con cui andiamo a controllare i processi di trasporto e ricombinazione alle interfacce tra i diversi strati che formano la cella solare.  Questa nuova strategia, chiamata Ingegneria delle Interfacce con materiali bidimensionali (2D materials Interface engineering), si sta rivelando vincente nel risolvere uno dei problemi più critici che affligge le celle solari a perovskite: la loro stabilità”.

Sotto questa forma il materiale può essere facilmente applicato sulla cella solare – basta semplicemente spruzzarlo – garantendo un aumento del 30% di efficienza energetica nel tempo, rispetto alle celle convenzionali. Il lavoro ha richiesto come prima cosa di isolare i nano fiocchi, processo reso possibile grazie alle tecniche sviluppate ai Graphene Labs dell’IIT, uno dei centri di riferimento del Progetto Europeo Flagship Graphene.

Quindi i ricercatori dell’Università di Roma “Tor Vergata” sono riusciti a depositare l’inchiostro in strati a livello dell’interfaccia tra due materiali che costituiscono il fotovoltaico in perovskite. Si è dimostrato, inoltre, che questa tecnica è applicabile anche su superfici di grandi dimensioni.

“Le celle solari basate sulla perovskite sono molto promettenti ma esistono ancora alcuni aspetti tecnici da chiarire prima del loro lancio sul mercato” racconta Francesco Bonaccorso, team leader dei Graphene Labs di IIT “l’utilizzo di cristalli multistrato, ottenuti con le tecnologie sviluppate dai Graphene Labs, per ottimizzare il trasporto di carica elettrica fotogenerata alle interfacce dei vari componenti dei dispositivi, potrebbe accelerare i tempi per la commercializzazione di questo tipo di celle fotovoltaiche”.