Additivi 2D per celle solari efficienti e durature

Sviluppato un fotovoltaico tandem silicio-perovskite in grado di resistere ai fattori ambientali e con un 26,7% di efficienza nella conversione di energia.

celle solari efficienti
Credits: nevodka © 123rf.com

Verso celle solari efficienti al 30%

(Rinnovabili.it) – Celle solari efficienti e dotate di una lunga vita, capaci di resistere ai danni dell’umidità, delle basse temperature e anche del troppo sole. Questo l’obiettivo che si erano dati i ricercatori del KAIST in Corea del Sud. Un target perfettamente centrato attraverso la progettazione di un nuovo design fotovoltaico.

Il team di ingegneri, guidati dal professore Byungha Shin, cercava un modo per realizzare celle solari efficienti e invulnerabili usando i due materiali chiave del settore: silicio e perovskite. Per ottenere prestazioni migliori, Shin e il suo gruppo hanno realizzato una cella a doppio strato, modificando le proprietà ottiche della perovskite affinché assorbisse una più ampia gamma di lunghezze d’onda. Questo cambiamento tuttavia, comporta un grosso contro: il materiale diventa estremamente vulnerabile all’ambiente. In altre parole è destinato a rovinarsi velocemente dopo una lunga esposizione a calore, umidità, ossigeno e luce.

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Come contrastare, dunque, la delicata natura della perovskite a banda larga? La soluzione adottata dai ricercatori ha giocato sulla struttura molecolare. Nello specifico il gruppo  ha aggiunto molecole di fenetilammonio in strati bidimensionali, all’interno della perovskite. Ciò ha aumentato sia l’efficienza che la durata delle celle fotovoltaiche, sia quelle realizzate con solo questi ossidi di sintesi che quelle in tandem con il silicio.

Il risultato sono celle solari efficienti con una capacità di conversione del 26,7 per cento. I test hanno mostrato come, dopo 1.000 ore di illuminazione continua, tale valore si riduca solo del 20 per cento.

“La perovskite a banda larga ad alta efficienza è una tecnologia essenziale per raggiungere un’altissima resa nelle celle fotovoltaiche tandem in perovskite-silicio”, ha affermato Shin. I ricercatori si stanno concentrando ora sullo sviluppo di unità in tandem ancora più efficienti che dovrebbero avere oltre il 30% di efficienza. Un traguardo mai raggiunto prima con questi materiali. Il lavoro è stato supportato dal Ministero dell’industria e dell’energia della Corea e dal Dipartimento dell’Energia degli Stati Uniti, e pubblicato il 26 marzo su Science (testo in inglese).

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