Cella solare in perovskite efficiente e stabile, i 100 giorni da record del NREL

I ricercatori del National Renewable Energy Laboratory statunitense hanno creato una cella fotovoltaica in perovskite con un’efficienza del 24%, stabile anche dopo 2.400 ore ad una temperatura di 55°C

Cella solare in perovskite efficiente
Credits: NREL

Ingegneria della superficie per una cella solare in perovskite efficiente

(Rinnovabili.it) – Alta resa e lunga durata sono state per molto tempo due caratteristiche contrastanti per il fotovoltaico a base di perovskiti. Un dualismo che ancora oggi frena la diffusione su larga scala di questa tecnologia. Ma gli scienziati del National Renewable Energy Laboratory (NREL), braccio di ricerca del Dipartimento statunitense dell’Energia, potrebbero aver trovato il punto di raccordo.

In collaborazione con i colleghi dell’Università di Toledo, dell’Università del Colorado–Boulder e dell’Università della California–San Diego, i chimici hanno creato una cella solare in perovskite efficiente e stabile nello stesso tempo. Grazie ad una particolare struttura architettonica, l’unità è stata in grado di convertire il 24 per cento della luce incidente in elettricità, sotto l’illuminazione di 1 sole; ed ha mantenuto tale efficienza all’87 per cento del suo valore originale dopo 2.400 ore di funzionamento a 55 gradi Celsius.

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Come rendere efficiente l’architettura invertita

Come spiegano nell’articolo pubblicato sulla rivista scientifica Nature (testo in inglese), i ricercatori sono ricorsi alla cosiddetta architettura invertita, così chiamata perché l’ordine degli strati di estrazione della carica depositati sul substrato è letteralmente invertito. La struttura è nota per la sua elevata stabilità e per una maggiore facilità nell’integrazione tandem con altre celle solari. Pecca invece per efficienza, non raggiungendo i livelli dell’architettura standard.

 Per superare il problema, il team guidato da NREL ha aggiunto una nuova molecola, la 3-(Aminometil) piridina (3-APy), alla superficie della cella in perovskite. La 3-APy ha aiutato a creare un campo elettrico superficiale in grado di portare l’efficienza oltre i 25% da un valore del 23%. Il risultato è una cella in perovskite efficiente e più stabile, progresso promettente per il mondo del fotovoltaico. Gli scienziati hanno anche sottolineato come  l’ingegneria della superficie reattiva si distingua come un approccio efficace per migliorare significativamente le prestazioni delle strutture invertite “a nuovi livelli all’avanguardia di efficienza e affidabilità operativa”.

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