Cresce l’efficienza del fotovoltaico a base di perovskiti inorganiche
(Rinnovabili.it) – Negli ultimi anni le celle solari in perovskiti inorganiche hanno attirato parecchia attenzione nel mondo della ricerca fotovoltaica: si tratta di dispositivi con un’eccezionale stabilità termica, fattore di cui difettano invece le architetture ibride. Di contro, però, le prestazioni raggiunte nel convertire la luce solare in elettricità, sono ancora inferiori a quelle delle controparti organico-inorganiche. Come unire stabilità ed efficienza in un unico dispositivo? Una risposta al dilemma potrebbe arrivare, a breve, dalla City University di Hong Kong. Qui infatti un gruppo di scienziati sta lavorando su questo obiettivo e primi risultati in tal senso non sono tardati ad arrivare. Come mostrato nell’articolo pubblicato su Nature Communications (testo in inglese), il team è riuscito a portare le proprie celle solari in perovskiti inorganiche ad un‘efficienza campione di 16,1 per cento (quasi 3 punti percentuali sopra la media del settore) e ad una resa certificata del 15,6 per cento. Si tratta dei valori più alti mai registrati per questa tecnologia.
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Il segreto del successo consiste nell’aver impiegato una base di Lewis nel processo di passivazione delle cella, passaggio fondamentale per impedire a elettroni e lacune di ricombinarsi prematuramente tra loro. Base di Lewis è il nome è dato a qualsiasi molecola o ione in grado di formare un nuovo legame di coordinazione donando una coppia di elettroni. In questo caso particolare la scelta è caduta sulla 6TIC-4F: questa molecola, spiegano gli scienziati, ha portato alla formazione di grani più grandi e un film più denso, garantendo una migliore efficienza di estrazione degli elettroni. “I nostri studi rivelano che i gruppi nitrile sulla piccola molecola riducono efficacemente la densità di trappola del film di perovskite e quindi sopprimono significativamente la ricombinazione”, si legge nel documento.
Tramite la diffrazione a raggi X, il gruppo ha analizzato il comportamento della struttura cristallina della perovskite all’interno di celle con e senza il trattamento con la 6TIC-4F. “Rispetto al film di controllo, – hanno aggiunto – il film con passivazione 6TIC-4F aveva un’intensità di picco più elevata, indicando come la 6TIC-4F possa migliorare la cristallinità senza indurre cambiamenti strutturali”.
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