Il nuovo materiale multi-giunzione elimina il problema del potenziale consumo di suolo dei grandi impianti fotovoltaici
Gli scienziati del Dipartimento di Fisica dell’Università di Oxford hanno superato il limite fisico dei pannelli solari, sviluppando un materiale fotovoltaico ultrasottile in perovskite multistrato che non necessità di strati di silicio e può essere applicato a qualsiasi oggetto di uso quotidiano, dagli zaini alle automobili, dagli edifici ai telefoni cellulari.
Con il record di efficienza messo a segno dalla LONGi Green Energy Technology, che con il suo fotovoltaico tandem silicio perovskite ha raggiunto un livello di conversione del 33,9 per cento, è ormai chiaro il potenziale della perovskite. Ma la ricerca del team di Oxford apre un’altra strada a questo materiale, sviluppando una soluzione incredibilmente sottile e versatile.
Raggiunta un’efficienza di conversione del 27%
Con uno spessore di poco più di un micron, il nuovo fotovoltaico ultrasottile in perovskite è 150 volte meno spesso di un wafer di silicio. Potenzialmente, la soluzione messa a punto da Oxford, permetterebbe di abbandonare i grandi impianti fotovoltaici a favore di superfici ridotte altrettanto produttive. Utilizzando una tecnica pionieristica che impila più strati assorbenti in un’unica cella solare, gli scienziati hanno sfruttato una più ampia gamma dello spettro luminoso, generando così maggiore energia dalla stessa quantità di luce solare.
L’approccio multi-giunzione è stato ora certificato in maniera indipendente dal National Institute of Advanced Industrial Science and Technology (AIST) del Giappone, eguagliando per la prima volta in termini di efficienza le prestazioni dei materiali monostrato in silicio.
“In soli cinque anni di sperimentazione con il nostro approccio di impilamento o multi-giunzione, abbiamo aumentato l’efficienza di conversione di potenza da circa il 6% a oltre il 27%, vicino ai limiti di ciò che il fotovoltaico a strato singolo può raggiungere oggi”, ha affermato il dott. Shuaifeng Hu, ricercatore post-dottorato presso la facoltà di fisica dell’Università di Oxford.
Insomma un approccio che se adeguatamente sviluppato potrebbe portare a quel tanto agognato limite teorico di efficienza superiore al 45%.
Un fotovoltaico ultrasottile perovskite applicabile a qualsiasi oggetto
Come sottolineato il dott. Junke Wang del Marie Skłodowska Curie Actions Postdoc Fellow dell’Oxford University Physics, il nuovo materiale può essere applicato come rivestimento a qualsiasi superficie, mantenendo inalterate le prestazioni energetiche, ma offrendo un’incredibile flessibilità.
“Possiamo immaginare rivestimenti di perovskite applicati a tipi di superficie più ampi per generare energia solare a basso costo, come il tetto di automobili ed edifici e persino il retro dei telefoni cellulari. Se in questo modo si può generare più energia solare, possiamo prevedere una minore necessità a lungo termine di utilizzare pannelli di silicio o di costruire sempre più parchi solari“, ha aggiunto il Wang.
Avviata una sperimentazione commerciale
Il nuovo fotovoltaico ultrasottile perovskite ha grandi potenzialità commerciali ben colte dalla Oxford PV, spin-off della Oxford University Physics, che ha avviato la produzione su larga scala di fotovoltaico in perovskite presso la sua fabbrica a Brandenburg-an-der-Havel, vicino a Berlino, in Germania. Questa è la prima linea di produzione in serie al mondo per celle solari tandem “perovskite-on-silicon”.
Come sottolineato dai ricercatori stessi per leggere la ricerca completa si dovrà attendere ancora qualche mese.