Uno speciale rivestimento di film in perovskite aumenta l’efficienza delle celle solari
Un esperimento dell’Istituto Nazionale di Scienza e Tecnologia di Ulsan e dell’Università di Pittsburg ha dimostrato come, applicando una pellicola di perovskite sulle celle solari, l’effetto di conversione arrivi al 23,50%, migliorando le prestazioni dal punto di vista dell’efficacia.
Il film polimerico di perovskite/Si è solo l’ultima delle innovazioni sperimentate dalla ricerca sul fotovoltaico.
Migliorare l’efficacia delle celle solari con la perovskite
Aumentare le capacità di conversione è uno degli obiettivi più ambiziosi del settore dell’energia proveniente dalla luce del sole. Un metodo possibile può essere un’operazione di “divisione” dello spettro e l’applicazione di una tecnologia tandem. Ognuno dei semiconduttori utilizzati, in questo modo, è specifico per ogni determinata lunghezza d’onda dei fasci di luce. Per ottenere un effetto del genere la via più veloce e diretta è l’utilizzo di diverse celle, composte da materiali diversi tra loro, ma si tratta di un sistema particolarmente esoso e, in quanto tale, una vita non praticabile per far avanzare il comparto.
Una strada alternativa è quella di utilizzare una struttura monolitica, impiegando cioè un unico blocco su cui vengono giustapposte le celle solari, con una composizione a strati. Le diverse celle sono legate da una giunzione interna che connette tra loro le sottocelle: in questo modo c’è bisogno di solo due contatti esterni, come nelle classiche giunzioni singole. Questa soluzione è di gran lunga più complessa ma la sua efficacia è più elevata perché risolve il problema, tipico della resistenza in serie, delle perdite.
Proprio in questa direzione va lo studio elaborato dai tema di ricerca dell’Istituto di Ulsan e dell’Università di Pittsburg, pubblicato su Advanced Functional Materials (articolo in inglese).
L’indagine mostra che applicando una pellicola film in perovskite alle celle solari, l’efficienza di queste ultime risulti aumentata.
Lo strato di film è composto da fosforo e nanoparticelle di SiO2 e attiva due diversi processi che migliorano le prestazioni della cella. Il fosforo converte in luce visibile i raggi UV catturati, così da mettere a disposizione una porzione maggiore di spettro, mentre il biossido di silicio contrasta l’effetto riflesso provocato dal fosforo, così da aumentare la trasmittanza.
Le celle solari realizzate in questo modo sono in grado di garantire un’efficienza di conversione del 23,5% a fronte del 22,48 di quelle tradizionali, e hanno buone prestazioni in termini di durata: in fase sperimentale hanno tenuto il 91% del loro valore iniziare di efficienza per 120 ore.
