Dalla collaborazione tra la ricerca coreana e quella svizzera arriva il nuovo record mondiale per le celle solari in perovskite a giunzione singola.
(Rinnovabili.it) – Nuovo record nel settore solare e ancora una volta segnato dal fotovoltaico in perovskite. I ricercatori dell’Istituto nazionale di scienza e tecnologia (UNIST) di Ulsan, nella Corea del Sud, e dell’Istituto federale di tecnologia di Losanna (EPFL), in Svizzera, hanno fatto compiere alla tecnologia un ulteriore passo avanti. E si sono aggiudicati, in questo modo, il nuovo record mondiale d’efficienza per cella a singola giunzione, pari ad un 25,6 per cento.
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Il lavoro del gruppo si è focalizzato sulle perovskiti di tipo ABX3. In questa formula, generalmente A è un catione organico come metilammonio o formamidinio, B è un catione inorganico, generalmente piombo, stagno o germanio, mentre X è l’anione alogenuro (cloruro, ioduro, bromuro).
Nel dettaglio la cella da record si basa su ioduro di piombo e formamidinio (FAPbI3), un tipo di perovskite artificiale nota per la sua stabilità termica e il piccolo bandgap. “Tra un gran numero di composizioni studiate, la fase α cubica del FAPbI3 è emersa come il semiconduttore più promettente per celle solari in perovskite altamente efficienti e stabili”, scrive il gruppo in un articolo pubblicato su Nature. “Massimizzare le prestazioni di questo materiale in tali dispositivi è di vitale importanza per la ricerca sulla perovskite”.
Il team è intervenuto con quella che chiamano “ingegneria anionica” per limitare il numero di difetti e aumentare la cristallinità dei film. Per la precisione, i ricercatori si sono concentrati su cosiddetto “difetto di vacanza”, irregolarità puntuale dei cristalli dovuta all’assenza di atomi o ioni dal reticolo; tale assenza è legata allo stesso processo di solidificazione ed è in grado di modificare le caratteristiche del cristallo, come ad esempio l’assorbimento luminoso.
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Il gruppo ha impiegato il formato – l’anione derivato dall’acido formico – per sopprimere i difetti di vacanza di anioni, presenti ai bordi e sulla superficie dei film di perovskite. Il risultato? Il fotovoltaico in perovskite risultante raggiunge un’efficienza di conversione del 25,6% (il dato certificato indipendentemente è di 25,2%). Inoltre le celle hanno mostrato una stabilità operativa di 450 ore e “un’intensa elettroluminescenza con efficienze quantistiche esterne di oltre il 10%”.
