Celle solari innovative e ad alta efficienza

Le celle fotovoltaiche sono dispositivi opto-elettronici che convertono l’energia della luce solare incidente in corrente elettrica.

I modelli convenzionali sono formati da pannelli di peso non indifferente, costituiti da lamine di materiali semiconduttori come il silicio e richiedono alte temperature e quindi elevate energie per poter essere fabbricati.

È possibile, invece, utilizzare al posto del silicio, un particolare minerale ceramico, la perovskite, a base di titanato di calcio, molto più leggero e soprattutto processabile con un minimo dispendio di energia e in maniera molto più versatile. Per questo motivo, sin dal 2009 la comunità scientifica ha puntato su questo materiale innovativo, che tuttavia non è esente da alcuni difetti. Infatti, pur essendo possibile in alcuni casi raggiungere alti valori di efficienza nella conversione da energia elettromagnetica della luce a quella elettrica, le prestazioni dei dispositivi con perovskite sono scarsamente ripetibili, perché fortemente dipendenti dalla particolare struttura cristallina del materiale.

Recentemente, il gruppo di ricerca coordinato da Yana Vaynzof del Kirchhoff Institute for Physics and Centre for Advanced Materials dell’Università di Heidelberg in collaborazione con I’Integrated Center for Applied Physics and Photonic Materials dell’Università Tecnica di Dresda ha scoperto un’interessante strategia chimica per impartire alle celle solari ceramiche l’efficienza desiderata. Questa consiste nel controllare attentamente il tempo di cristallizzazione dello strato attivo delle lamine di perovskite attraverso l’uso di speciali sostanze chiamate anti-solventi da versare goccia a goccia nella fase di sintesi del materiale.

Questo studio rappresenta un importante passo in avanti verso lo sviluppo delle tecnologie di produzione di celle solari sempre più ecosostenibili ed efficienti a beneficio dell’ambiente.

Approfondimenti: https://www.nature.com/articles/s41467-021-22049-8

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