Eliminato uno degli ostacoli più critici allo sviluppo di un inchiostro solare low cost. E il segreto è ancora una volta nell’impiego delle perovskiti
(Rinnovabili.it) – La perovskite potrebbe rendere la stampa del fotovoltaico semplice e poco costosa, quasi quanto quella dei giornali. Lo sostengono i ricercatori dell’Università di Toronto che, in linea con le ultime ricerche a livello mondiale, hanno concentrato il loro lavoro sulle proprietà di questi cristalli artificiali.
“Le economie di scala hanno notevolmente ridotto il costo di produzione del silicio”, spiega il professore Ted Sargent, esperto di tecnologie solari e autore dello studio. “Ma il fotovoltaico in perovskite ci può consentire di utilizzare tecniche già consolidate nel settore della stampa per la produzione di celle solari a costi molto bassi”.
Oggi, praticamente tutte le celle solari commerciali sono costituite da sottili fette in silicio cristallino il cui grado di purezza deve essere molto elevato. Per ottenerlo è necessario un processo ad alta intensità energetica, che richiede temperature superiori ai 1.000 gradi Celsius e grandi quantità di solventi chimici pericolosi.
Al contrario, le celle solari in perovskite dipendono da uno strato di minuscoli cristalli – ciascuno circa 1.000 volte inferiore alla larghezza di un capello umano – realizzati con materiali a basso costo. Queste materie prime sono facilmente miscelabili in liquidi per formare una sorta di ‘inchiostro solare‘. A partire da questo si potrebbero facilmente “solarizzare” supporti in vetro, plastica o altri materiali impiegando una normale stampante a getto d’inchiostro.
Il condizionale è d’obbligo perché, fino a ieri, l’impiego di perovskiti in inchiostri o vernici presentava un problema: per generare elettricità, gli elettroni eccitati dai fotoni devono essere estratti dai cristalli in modo che possano fluire attraverso un circuito. Un passaggio che avviene in uno strato speciale chiamato “electron selective layer” o ESL. La difficoltà era tutta nel riuscire a produrre un efficiente ESL senza dover ricorre ad alte temperature (superiori al punto di fusione di molte materie plastiche). Tan e colleghi hanno sviluppato una nuova reazione chimica che consente loro di coltivare un ESL di nanoparticelle in soluzione, direttamente sulla parte superiore dell’elettrodo. Il calore è ancora necessario, ma, il processo rimane sempre sotto i 150° C.
Le nanoparticelle sono rivestite con uno strato di atomi di cloro, che le aiuta a legarsi alla perovskite, permettendo di estrarre efficacemente gli elettroni. Nell’articolo recentemente pubblicato su Science, gli ingegneri riportano un’efficienza delle celle solari realizzate con il nuovo metodo del 20,1 per cento. La migliore fino ad oggi ottenuta con basse temperature.
