La nuova ricerca della del King Abdullah University of Science
(Rinnovabili.it) – Come portare sul mercato celle solari tandem economiche? A porsi la domanda è stato un gruppo di ricercatori del Centro per la Tecnologia Fotovoltaica della King Abdullah University of Science (KAUST), in Arabia Saudita. Partendo dal quesito, gli scienziati hanno elaborato una tabella di marcia espressamente dedicata al fotovoltaico a doppia giunzione in perovskite e silicio. Non è certo un mistero che questa tecnologia rappresenti uno dei candidati più promettenti nel superamento dell’efficienza delle celle in silicio a giunzione singola.
I risultati raggiunti in questi anni, in diversi laboratori internazionali, parlano da soli: l’accoppiata perovskite-silicio cristallino ha dimostrato di poter trasformare il 33,9 per cento della luce in elettricità (record della LONGi Green Energy Technology) in un’architettura monolitica a doppia giunzione. E nonostante ci si già chi è impegnato a realizzare una prima linea produttiva, per un’adozione diffusa dovranno essere superati diversi ostacoli. Primo fra tutti, il costo livellato dell’elettricità, oggi ancora superiore a quelle delle celle tradizionali in silicio.
Verso celle solari tandem economiche e super efficienti
Al KAUT, il Stefaan De Wolf e il suo gruppo di ricerca hanno compiuto rapidi progressi nella tecnologia tandem perovskite/silicio, conquistando nel 2023 ben due record mondiali. E oggi sono pronti a definire il percorso per portare il prodotto dal laboratorio al mercato. Per realizzare celle solare tandem economiche, gli scienziati suggeriscono test geografici – una sorta di cura personalizzata per la tecnologia – finalizzati ad ottimizzare le prestazioni per luoghi specifici.
Il team punta l’accento anche sulla necessità di svolgere test accelerati di stabilità, mirati specificamente alla perovskite. Questa classe di materiali è fortemente influenzata da umidità e ossigeno e sopporta gli stress termici meno bene del silicio. Le unità devono poter durare decenni ed è fondamentale adottare strumenti che comprimano anni di usura in un arco di tempo molto più breve. Una volta compresi i tassi di degrado – sottolinea il team – sarà possibile stabilire prezzi e garanzie competitivi.
Gli scienziati hanno anche proposto paradigmi per linee di produzione tandem sia monolitiche che impilate meccanicamente per identificare opportunità di riduzione dei costi. Nel primo caso, infatti, le celle solari richiedono meno fasi di lavorazione dei materiali, mentre nel secondo si integrano più facilmente con le attuali linee di produzione e offrono un funzionamento indipendente dei sottomoduli. “Si prevede che il mercato dei tandem perovskite/silicio supererà i 10 miliardi di dollari entro un decennio”, ha affermato il professor Stefaan De Wolf. “KAUST è in prima linea in questa rivoluzione, gettando le basi per un’energia pulita accessibile a tutti”. La ricerca è stata pubblicata su Science (testo in inglese)