Fotovoltaico in perovskite, stabile e con un’efficienza del 21,1%

Gli scienziati dell’EPFL hanno raggiunto il più alto livello di riproducibilità mai ottenuto per le celle solari in perovskite, combinato con una prestazione del 21,1%

(Rinnovabili.it) – Il fotovoltaico in perovskite si è imposto con forza nella ricerca solare internazionale, collezionando un numero continuo di progressi finalizzati a portare la tecnologia sul mercato nel minor tempo possibile. L’ultimo passo avanti in questo campo arriva dai ricercati del Politecnico di Losanna, e più precisamente da quello stesso laboratorio da cui sono venute fuori per la prima volta le celle solari di Grätzel.

Gli scienziati dell’Istituto elvetico si sono concentrati su un particolare problema del fotovoltaico in perovskite: la ridotta stabilità termica. In altre parole il materiale è sensibile al riscaldamento, andando incontro ad una rapida degradazione. Per “rafforzarne il carattere” è stato aggiunto del cesio inorganico. Questo elemento, tuttavia, può portare ad una riduzione della capacità di convertire la luce solare in elettricità. Aggiungere alla struttura “pura” il cesio, infatti, porta alla formazione del trialogenuro perovskite (CsPbBr3), composto a bandgap diretta che non è però ideale per il fotovoltaico. Ciò significa che richiede molta più energia per eccitare gli elettroni legati in maniera sufficiente per liberare e generare corrente elettrica.

La soluzione è nell’ultimo elemento del composto. Le perovskiti sono una classe cristalli organici –inorganici dalle differenti composizioni. Se nella molecola il bromo (Br) è sostituito dallo iodio (I) si ottiene in cambio un band gap molto più adatto. Nello studio EPFL, i ricercatori hanno utilizzato per la prima volta una miscela di tre cationi differenti, ottenendo film termicamente più stabili e meno influenzato dalla temperatura o dai vapori di solvente impiegati dalla produzione del dispositivo. Ma cosa ancora più importante, mostrano efficienze di conversione di potenza di 21,1% e delle uscite al 18% in condizioni di funzionamento, anche dopo 250 ore. “Questo è in assoluto un passo avanti”, piega il ricercatore Michael Saliba. “Queste proprietà sono cruciali per la commercializzazione del fotovoltaico in perovskite, dal momento che la riproducibilità e la stabilità sono i principali requisiti per la produzione su larga scala”.