Nuovi progressi “strutturali” per il solare in perovskite
(Rinnovabili.it) – Mentre una parte della ricerca fotovoltaica tenta di spostare ancora più avanti l’efficienza limite del silicio, il solare in perovskite si prepara a divenire il materiale d’elezione la prossima generazione di celle e moduli. A questo scopo, le più promettenti appaiono essere le perovskiti di alogenuro di piombo organiche e inorganiche: offrono una certa versatilità produttiva che può potenzialmente tradursi in un’efficienza molto più elevata rispetto ai materiali standard. Gli ultimi studi del settore hanno già dimostrato prestazioni fotovoltaiche superiori al 20% attraverso diverse architetture realizzate con processi semplici e a basso costo.
Il lavoro, tuttavia, è tutt’altro che finito. Nonostante i rapidi progressi in termini di capacità di conversione della luce in elettricità, questi cristalli hanno vita breve. A differenza delle celle al silicio, le perovskiti sono materiali fragili e soggetti a problemi come la degradazione. In un contesto commerciale, ciò determina ovviamente un prezzo più alto. Per rendere il materiale più stabile sono attualmente impiegati diversi cationi (ioni caricati positivamente) che vengono aggiunti alla struttura cristallina della perovskite. Risultati positivi e soddisfacenti dal punto di vista delle prestazioni sono stati raggiunti grazie all’uso di cationi inorganici come il cesio o il rubidio. Si tratta però di soluzioni costose e difficili da implementare.
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Tra i vari sforzi messi in campo per risolvere questo problema, compare anche quello del Politecnico di Losanna e dell’Università di Cordoba. Il team ha scoperto d’essere in grado di migliorare la stabilità delle perovskiti introducendo nella struttura del solare in perovskite la guanidina. Nel dettaglio i ricercatori hanno impiegato la forma cationica organica inserendola nella struttura cristallina. In questo modo hanno potuto migliorare la stabilità termica e ambientale complessiva del materiale, fornendo al contempo un’efficienza di conversione di potenza media superiore al 19% (19,2 ± 0,4%) e stabilizzando questa prestazione per 1000 ore sotto illuminazione continua. “Questo risultato dovrebbe corrispondere a circa 1333 giorni (o 3,7 anni) di utilizzo del mondo reale. “Questo è un passo fondamentale nel campo del solare in perovskite”, spiega il professore Mohammad K. Nazeeruddin. “Offre un nuovo paradigma nella progettazione della perovskite”.