I ricercatori dell’EPFL e della Northwestern University hanno svelato un design innovativo per le celle solari alla perovskite, creando una delle unità ad alta efficienza più resistenti a calore ed umidità
Cresce la resa del fotovoltaico in perovskite ad architettura invertita
(Rinnovabili.it) – Un fotovoltaico in perovskite stabile, in grado di mantenere la resa iniziale anche dopo 1.000 ore di esposizione ad un clima caldo umido. Questo l’obiettivo a cui puntava un gruppo di scienziati dell’EPFL e della Northwestern University, rispettivamente in Svizzera e in Illinois (USA). Target centrato in pieno grazie all’innovativo design messo a punto dal team che non solo ha portato ad un’efficienza di conversione strabiliante – il 25,3% – ma è stata in grado di mantenerla anche con temperature elevate e un’umidità al 50%.
I ricercatori hanno spiegato il loro approccio sulla rivista Nature Energy (testo in inglese). Il lavoro si è concentrato sull’impiego della architettura invertita, così chiamata perché l’ordine degli strati di estrazione della carica depositati sul substrato è letteralmente invertito. La struttura è nota per la sua elevata stabilità ma solitamente non raggiunge i livelli d’efficienza dell’architettura standard. Il team ha introdotto un unico monostrato molecolare in grado di rivestire spontaneamente e in maniera uniforme la superficie irregolare del substrato e di estrarre selettivamente i portatori di carica positiva.
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Fotovoltaico in perovskite stabile ed efficiente
Il nuovo design – spiegano gli scienziati – affronta il problema dell’agglomerazione molecolare (che porterebbe ad una distribuzione disomogenea sulle superfici strutturate) attraverso un metodo di passivazione “fisico”. Nel dettaglio i ricercatori hanno aggiunto una molecola speciale chiamata acido 3-mercaptopropionico (3-MPA) nel monostrato autoassemblato che migliora il contatto tra il materiale perovskite e il substrato strutturato della cella solare ottimizzando prestazioni e stabilità.
Il nuovo design ha migliorato l’assorbimento della luce riducendo al minimo le perdite di energia nell’interfaccia tra gli strati e portando a un’efficienza di conversione del 25,3% in condizioni di laboratorio. In termini di stabilità, il fotovoltaico in perovskite con architettura invertita ha mostrato una notevole resilienza. Il dispositivo ha mantenuto il 95% delle sue prestazioni iniziali anche dopo essere stato sottoposto a 65°C e 50% di umidità relativa per più di 1.000 ore. “Questo livello di stabilità, combinato con un’efficienza così elevata, non ha precedenti nel campo del fotovoltaico in perovskite”.
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