Fotovoltaico in perovskite: nuova tecnica per efficienze superiori al 20%

Doppio solvente e un eccesso di precursori, questi i “trucchi” della Brown University per aumentare le prestazioni del fotovoltaico in perovskite

(Rinnovabili.it) – Il fotovoltaico in perovskite supera finalmente la soglia del 20% d’efficienza. Grazie ad un nuovo metodo di fabbricazione delle celle solari un gruppo di ricerca della Brown University e del National Renewable Energy Lab, ha segnato un record nel campo del solare low cost. Il fotovoltaico in perovskite è relativamente economico da produrre e, grazie all’attenzione ricevuto dalla ricerca internazionale, la sua capacità di convertire la luce in elettricità è aumentata rapidamente negli ultimi anni. Ed è aumentata a tal punto che il gruppo di scienziati ha riportato efficienze superiori al 20%, un valore in grado di competere con celle tradizionali in silicio. Tuttavia è d’obbligo fare una precisazione: tali risultati si sono ottenuti in dispositivi di test grandi solo un decimo di un centimetro quadrato, e dunque troppo piccoli, per ora, per essere utilizzati in un pannello solare reale.

“L’uso di piccole celle per le prove di efficienza ha spinto alcuni a mettere in discussione il confronto del fotovoltaico in perovskite con altre tecnologie solari consolidate”, spiega Nitin Padture, professore di ingegneria presso la Brown e uno degli autori della nuova ricerca. “Ma qui abbiamo dimostrato che è possibile ottenere comunque un’efficienza del 15% sulle celle più grandi di un centimetro quadrato attraverso una migliore elaborazione. Si tratta di un vero progresso”.

Il problema con questi cristalli artificiali è che, quando si tenta di fare film più grandi con i metodi tradizionali, si ottengono difetti nella struttura che ne diminuiscono le prestazioni. Il nuovo processo di fabbricazione riduce al minimo questo tipo di problema. Nel dettaglio i precursori della perovskite sono disciolti in un solvente e stesi su un substrato che è a sua volta immerso in un secondo solvente (chiamato anti-solvente). Il risultato è un film ultra-liscio di cristalli perovskite. “L’uniformità su una vasta area la otteniamo con questo metodo del doppio solvente“, ha aggiunto Padture. “Una volta che abbiamo che la copertura, possiamo aumentare la dimensione dei cristalli”, grazie all’aggiunta di precursore organico in eccesso. “Questo ci dà un film con un minor numero di difetti e una maggiore efficienza”. L’efficienza del 15% raggiunta in questo ultimo lavoro è solo inizio; l’obiettivo ora è raggiungere il 20-25% in celle di grandi dimensioni.