Raggiunta un’efficienza record del 15,5% con la tecnica di stampa
(Rinnovabili.it) – Solo pochi giorni fa CSIRO, l’agenzia scientifica nazionale australiana, aveva annunciato di aver mandato in orbita il suo fotovoltaico di ultima generazione: celle solari in perovskite stampate direttamente su pellicole di plastica, leggere, sottili ed arrotolabili. Un progetto sfidante che mira a valutare il potenziale di questa tecnologia tra le aggressive radiazioni elettromagnetiche e ionizzanti dello Spazio. Ma prima che i pannelli prendessero letteralmente il volo – verrebbe da chiedersi – come sono stati prodotti?
Nonostante le efficienze record raggiunte, realizzare celle solari in perovskite di taglia commerciale non è semplice. Il primo problema è riuscire a scalare le piccole unità di laboratorio – spesso fabbricate utilizzando materiali o processi che non sono economicamente validi o replicabili su grandi volumi – in dispositivi di grandi dimensioni ottenuti con metodi di produzione rapidi e a basso costo. La versione rigida su substrato di vetro si scontra tuttora con queste sfide. Quella flessibile, al contrario, potrebbe più facilmente contare su una produzione ad alto volume e ad alto rendimento utilizzando tecniche di fabbricazione continua “roll-to-roll“.
Ed qui che interviene CSIRO. Un team di scienziati dell’Agenzia ha dimostrato la fattibilità di moduli di celle solari ibride in perovskite organica-inorganica ottenute tramite la stampa roll-to-roll. E ha stabilito un nuovo record di efficienza per questa tecnologia prodotta tramite stampa.
Le celle solari in perovskite stampate da CSIRO
Il lavoro, condotto in collaborazione con i ricercatori dell’Università di Cambridge, della Monash University, dell’Università di Sydney e dell’Università del New South Wales, ha dovuto sciogliere alcuni nodi tecnici. Il processo produttivo delle celle in perovskite su un substrato di plastica impone alcuni limiti temporali e termici legati alla realizzazione degli elettrodi. Il team ha superato il problema sostituendo i costosi elettrodi metallici depositati sotto vuoto con elettrodi di carbonio stampati. Non solo.
“Abbiamo sviluppato un sistema per produrre e testare rapidamente oltre diecimila celle solari al giorno, una cosa impossibile da fare manualmente”, ha affermato il dottor Doojin Vak, ricercatore principale del CSIRO. “Questo ci ha permesso di identificare le impostazioni ottimali per i vari parametri nel processo roll-to-roll e di individuare rapidamente le condizioni che forniscono i migliori risultati”.
Le celle solari in perovskite stampate roll-to-roll e ottimizzate mostrano efficienze di conversione del 15,5% per singole unità di piccola area. E del 11,0% per unità interconnesse in serie in moduli di grande area. “Sulla base dei dispositivi prodotti in questo lavoro – si legge nell’articolo pubblicato su Nature Communications (testo in inglese) – è previsto un costo di 0,7 dollari/W per un tasso di produzione di 1.000.000 di m² all’anno in Australia, con il potenziale per ulteriori significative riduzioni dei costi”.