Celle in perovskite: più economiche grazie alla carta

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Perovskite
Rob Lavinsky, iRocks.com – CC-BY-SA-3.0, CC BY-SA 3.0 , via Wikimedia Commons

Produrre celle fotovoltaiche in perovskite diviene ancora più semplice: la collaborazione tra l’Università di Tor Vergata e l’Università di Zanjan ha creato un nuovo metodo di deposizione per il film sottili, che può fare a meno di costose attrezzature.

Produrre le celle fotovoltaiche in perovskite potrebbe divenire ancora più economico. Un gruppo internazionale di ricercatori ha sviluppato un nuovo metodo di deposizione che impiega un semplicissimo foglio di carta in ammollo al posto dei tradizionali applicatori. Ottenendo in cambio un film sottile di alta qualità ed efficienza. Il lavoro è frutto degli scienziati del Polo Solare Organico della Regione Lazio (CHOSE) dell’Università di Tor Vergata e dei colleghi iraniani dell’Università di Zanjan, che oggi spiegano il loro processo in un nuovo articolo su iScience.

Le celle fotovoltaiche in perovskite rappresentano una tecnologia interessante ai fini energetici per diversi aspetti. Uno di questi è la possibilità di ottenere inchiostri liquidi che possono essere stampati o fusi in sottili pellicole. La maggior parte di questi film è ottenuto tramite la tecnica dello spin coating o rivestimento per rotazione. In poche parole, una soluzione – in questo caso di perovskiti liquide – viene depositata sul substrato che successivamente viene fatto ruotare per ottimizzare la distribuzione. In questo modo è possibile ottenere un elevato controllo dello spessore del film e della morfologia. Tuttavia durante lo spin coating, la maggior parte dell’inchiostro versato non viene utilizzato ma fuoriesce dal substrato creando un sensibile spreco. Esistono anche altre procedure di rivestimento per la deposizione su vaste aree, ma si tratta nella quasi totalità dei casi di metodi di difficile implementazione. 

Il team italo-iraniano ha realizzato invece una tecnica di deposizione che impiega un semplice foglio di carta.

Quando mi sono unita ai laboratori CHOSE a Roma per il mio tirocinio – ha spiegato Nazila Zarabinia, prima autrice della pubblicazione – ho notato per caso che, lasciando un pezzo di carta imbevuto di solvente su una pellicola di precursore di perovskite bagnata, questo diventava marrone trasformandosi in quello che sembrava un film semiconduttore di perovskite piuttosto promettente. Il mio supervisore in Roma, il prof. Brown, mi ha suggerito di sviluppare un metodo di rivestimento basato su questa scoperta durante la mia permanenza lì”. La ricerca ha portato ad individuare la carta con la giusta porosità e levigatezza. Una volta imbevuto di antisolvente, l’applicatore ha permesso di fabbricare celle fotovoltaiche in perovskite flessibili con un 11% di efficienza.

Gli scienziati ritengono che questo sia un valore soddisfacente, in particolare per celle su substrati di plastica e utilizzando una procedura completamente manuale. Nell’articolo, gli autori propongono anche una procedura automatizzata per un’ulteriore ottimizzazione futura.

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