Cella solare organica-perovskite, arriva un nuovo record

Grazie ad una nuova interconnessione ultra sottile, un gruppo di ricercatori ha creato una cella solare tandem con semiconduttori organici e perovskiti, dotata di un’efficienza record del 24%

Cella solare organica-perovskite
Credits: foto a sinistra di Cedric Kreusel, Wuppertal; foto a destra di Selina Olthof, Colonia

Nuovi progressi per la cella solare organica-perovskite

(Rinnovabili.it) – Il fotovoltaico organico costituisce una delle alternative più sostenibili ed economiche alla tradizionale tecnologia basata sul silicio. Allo stato attuale, tuttavia, sia celle solari polimeriche che celle di Gratzel (le cosiddette dye-sensitized solar cell) convertono la luce in elettricità con un’efficienza minore rispetto allo storico semiconduttore. 

Come mettersi alla pari? Una soluzione arriva dalla multigiunzione, approccio che permette di assemblare in un unico dispositivo materiali fotovoltaici differenti. È così che il professor Thomas Riedl dell’Università di Wuppertal insieme a ricercatori dell’Istituto di chimica fisica dell’Università di Colonia e altri partner hanno alzato l’asticella della resa per i semiconduttori organici. 

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Nel dettaglio il team ha realizzato una cella solare organica-perovskite. L’architettura tandem permette di sfruttare contemporaneamente le diverse capacità dei materiali. E in questo caso la capacità di assorbire le lunghezze d’onda ultraviolette e visibili della luce con i semiconduttori a base di carbonio e quelle nel vicino infrarosso con le perovskiti. 

In realtà combinazioni simili sono già state esplorate in passato, ma oggi gli scienziati hanno raggiunto un nuovo record: la loro cella solare organica-perovskite ha mostrato un’efficienza del 24%. Quattro punti percentuali sopra il precedente record mondiale. 

“Per ottenere un’efficienza così elevata, le perdite alle interfacce tra i materiali all’interno delle celle dovevano essere ridotte al minimo”, ha spiegato la dott.ssa Selina Olthof dell’Università di Colonia. “Per risolvere questo problema, il gruppo di Wuppertal ha sviluppato una speciale interconnessione che accoppia elettronicamente e otticamente la sottocella organica e la sottocella perovskite”

Questo elemento è costituito da un sottile strato di ossido di indio spesso appena 1,5 nanometri. Le simulazioni del gruppo hanno mostrato che in futuro sarà possibile ottenere celle tandem con un’efficienza superiore al 30%. Al progetto hanno preso parte anche scienziati delle Università di Potsdam e Tubinga, dell’Helmholtz-Zentrum di Berlino e del Max-Planck-Institut für Eisenforschng.

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