Cella solare a doppia perovskite, un 25,5% di efficienza e record di stabilità

Gli scienziati di NREL, CU-Boulder, Università di Toledo hanno messo a punto una nuova formula che risolve i problemi di stabilità aumentando la resa

doppia perovskite
Credits: NREL

I progressi del fotovoltaico in perovskite

(Rinnovabili.it) – Arriva da un gruppo di ricerca internazionale la nuova cella solare “a doppia perovskite” in grado di convertire il 25,5% della luce in elettricità. E mantenere l’80% della potenza iniziale per oltre 1.500 ore continue di lavoro. Il dispositivo è stato realizzato dagli scienziati del National Renewable Energy Laboratory in collaborazione con i colleghi dell’University of Colorado Boulder e dell’Università di Toledo, con l’obiettivo di trovare una soluzione che risolvesse i problemi di stabilità di questa tecnologia.

Fin dalla loro nascita le celle solari in perovskite hanno dovuto trovare un compromesso tra tre elementi fondamentali: efficienza, ecocompatibilità e stabilità. In questi anni la maggior parte dei progressi è stata compiuta sulle perovskiti al piombo, le più semplici da produrre. Ma le preoccupazioni ambientali hanno portato la ricerca a trovare un sostituto del metallo pesante: lo stagno. Gli studi sulle perovskiti al piombo e quelle con lo stagno hanno percorso due strade parallele fino alla creazione della prima cella solare tandem piombo-stagno, in cui i due materiali sono “uniti” per catturare porzioni più ampie dello spettro solare. L’approccio dovrebbe poter garantire un’efficienza di conversione della luce di almeno il 30%, ma ottenere un prodotto stabile nel tempo è un’impresa ardua.

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Nuovi additivi per aiutare la doppia perovskite

Si è avvicinato all’obiettivo il nuovo lavoro condotto da NREL, CU-Boulder, Università di Toledo. Grazie all’aggiunta di particolari additivi (ioduro di fenetilammonio e tiocianato di guanidinio) gli scienziati hanno migliorato le proprietà strutturali e optoelettroniche della loro cella solare a doppia perovskite piombo-stagno. Nel dettaglio, la ricetta ha aumentato la vita dei trasportatori di carica, ridotto la densità dei difetti associati all’ossidazione dello stagno e migliorato la tensione generata.

Messa alla prova sotto illuminazione continua, la cella tendem ha mostrato un’efficienza del 25,5%, mantenendola all’80% dopo oltre 62 giorni. “Questo rappresenta un test di invecchiamento accelerato in laboratorio“, ha affermato Kai Zhu, scienziato del NREL e coautore dello studio pubblicato su Nature Energy. “A questo livello di efficienza in tandem, la migliore stabilità riportata in letteratura è normalmente di diverse centinaia di ore”.

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