“Giocando” la struttura del biossido di titanio è possibile migliorare il controllo del trasporto degli elettroni
Un team di ricercatori giapponesi è riuscito ad aumentare di un sesto l’efficienza del fv in perovskite
(Rinnovabili.it) – È tutta questione di geometria. Quella delle strutture cristalline in cui si presenta in natura l’ossido di titanio (TiO2), composto chimico divenuto celebre come colorante, catalizzatore e persino filtro solare. Un team di scienziati giapponesi ha trovato in due delle forme allotropiche del TiO2, l’ultimo aiuto all’efficienza del fv in perovskite.
Attualmente, nelle celle solari base di perovskite con una configurazione planare (vetro / ossido conduttivo trasparente / strato di trasporto elettroni o ETL / assorbitore / strato di trasporto lacune o HTL/ metallo), l’ossido di titanio è usato come ETL, grazie alla sua elevata affinità elettronica, e come blocco per le lacune. Il lavoro dei ricercatori l’Università di Kanazawa era quello di valutare quale combinazione di questo composto potesse migliorarne le prestazioni pur mantenendo quella trasparenza necessaria al funzionamento del fv in perovskite.
>>Leggi anche Efficienza del fotovoltaico in perovskite: raggiunto il 27,3%<<
Il team ha così scoperto che usando strati di trasporto di elettroni fatti di anatasio e brookite, due delle forme cristalline del TiO2, è possibile aumentare l’efficienza finale delle celle di ben un sesto. Nel dettaglio, il gruppo ha utilizzato soluzioni di nanoparticelle di brookite e di anastasio alternate fra loro, per creare una stratificazione di questi minerali. “Con la stratificazione della brookite sopra l’anatasio siamo riusciti a migliorare l’efficienza delle celle solari fino al 16,82%”, commenta il co-autore dello studio, Koji Tomita. “L’uso di diverse fasi minerali in combinazione fra loro – aggiunge il collega Shahiduzzaman – consente un migliore controllo del trasporto degli elettroni dallo strato di perovskite e ferma anche la ricombinazione di cariche (elettroni e lacune) al confine tra perovskite ed ETL […] entrambi questi effetti ci consentono di ottenere efficienze più elevate nelle celle solari”.
Lo studio è stato recentemente pubblicato sulla rivista ACS Nano Letters.
