Grazie all'analisi tramite microscopio a forza atomica si è scoperto come il fotovoltaico in perovskite potrebbe portare la sua efficienza vicina al limite teorico del 31%
(Rinnovabili.it) – Nulla eguaglia il fotovoltaico in perovskite in termini di rapidità di miglioramenti prestazionali raggiunti negli anni. Le celle solari realizzate con questi cristalli artificiali hanno compiuto progressi veloci e sorprendenti, passando da un solo 3 per cento di efficienza di conversione nel 2009 al 22 per cento di oggi. Ma per gli scienziati del Lawrence Berkeley National Laboratory (Berkeley Lab), negli Stati Uniti, il 22 per cento deve essere considerato un punto di partenza e non di arrivo.
Più precisamente per lo scienziato Sibel Leblebici e i suoi colleghi Linn Leppert, Francesca Toma e Jeff Neaton, il fotovoltaico in perovskite ha tutte le carte in regole per raggiungere il 31% di efficienza. Tale teorico avanzamento nelle prestazioni è stato scoperto impiegando la microscopia a forza atomica, uno dei principali strumenti di manipolazione della materia su scala nanometrica. Gli scienziati hanno mappato due proprietà sul livello attivo della cella solare direttamente connesse all’efficienza fotovoltaica. Le mappe hanno rivelato una superficie irregolare composta da grani di circa 200 nanometri di lunghezza, ognuno dei quali dotato di sfaccettature rettangolari multiple, come le facce di una pietra preziosa.
L’aspetto imprevisto, scoperto grazie all’analisi dei singoli granelli, è stata la grande differenza in termini di efficienza di conversione energetica tra le varie sfaccettature. Alcune avevano un basso rendimento, altre invece si avvicinavano al limite teorico di conversione energetica del materiale, vale a dire il 31 per cento. Questi elementi, definiti dagli scienziati “top-performing”, potrebbero contenere il segreto per celle solari da record, anche se, ammette il team, sono necessarie ulteriori ricerche.
“Se si riuscisse a sintetizzare il materiale in maniera tale da sviluppare solo le sfaccettature più efficienti, potremmo ottenere un grande passo avanti in termini di conversione della luce nel fotovoltaico in perovskite, avvicinandoci al limite teorico del 31%”, ha commentato Leblebici. La ricerca è stata pubblicata il 4 luglio 2016 sulla rivista Nature Energy.
