Mini pannelli solari in perovskite, l’efficienza fa un balzo in avanti

Grazie ad una nuova tecnica di rivestimento, un gruppo di scienziati è stato in grado di fabbricare moduli fv in perovskite di 21 cm quadrati con efficienze di conversione mai raggiunte prima

Mini pannelli solari in perovskite
Credits: NTU di Singapore

La co-evaporazione termica regala ai mini pannelli solari in perovskite un 18,1% d’efficienza

(Rinnovabili.it) – Un team di scienziati è riuscito a incrementare le prestazioni del fotovoltaico di nuova generazione prendendo in prestito un processo usato nella fabbricazione dei televisori OLED. Succede alla Nanyang Technological University (NTU) di Singapore, dove la ricercatrice Annalisa Bruno e alcuni colleghi hanno prodotto mini pannelli solari dall’efficienza record.

Il materiale d’elezione è ovviamente la perovskite, classe di ossidi che in pochissimo tempo ha raggiunto gli standard del silicio. E, a differenza del semiconduttore classico, ha mostrato di essere particolarmente adatta alla creazione di celle fotovoltaiche leggere, flessibili e semi trasparenti. I dispositivi a base di perovskite stanno rapidamente progredendo verso l’industrializzazione, ma stabilità e scalabilità sono ancora ostacoli da superare prima della commercializzazione.

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In questo contesto, si inserisce la ricerca della NTU grazie ad un processo che accorcia il passaggio da laboratorio a mercato. Il punto chiave del lavoro è nella tecnica di rivestimento con cui hanno prodotto i mini moduli solari. “Finora le celle solari in perovskite con le migliori prestazioni sono state realizzate in laboratorio con dimensioni molto inferiori a 1 centimetro quadrato, usando una tecnica basata sulla soluzione, chiamata spin-coating”, spiega Bruno. “Tuttavia, se impiegata su una grande superficie, il metodo si traduce in celle con efficienze di conversione della potenza inferiori. Ciò è dovuto alle limitazioni intrinseche che includono difetti e mancanza di uniformità su aree estese, che rendono difficile la fabbricazione industriale”.

Gli scienziati hanno adottato una diversa tecnica di rivestimento industriale, chiamata “co-evaporazione termica”, oggi ampiamente utilizzata in ambito elettronico. E hanno scoperto così di poter ottenere moduli di 21 centimetri quadrati con efficienze di conversione del 18,1 per cento. Questi sono i valori più alti registrati in questo settore.

“Il nostro lavoro dimostra la compatibilità della tecnologia in perovskite con i processi industriali e il suo potenziale per l’ingresso sul mercato”, ha aggiunto la ricercatrice. “Questa è una buona notizia per Singapore, che sta cercando di aumentare l’uso della fonte solare per le sue esigenze energetiche”. Utilizzando la stessa tecnica, il gruppo ha quindi fabbricato versioni semitrasparenti e colorate di celle e mini moduli fotovoltaici in perovskite, che hanno raggiunto simili valori d’efficienza.

“I mini pannelli solari possono essere utilizzati su facciate e finestre nei grattacieli, impiego impossibile con gli attuali moduli in silicio perché opachi e in grado di bloccare la luce”, ha affermato Subodh Mhaisalkar, direttore esecutivo dell’Energy Research Institute della NTU. “Si potrà incorporare celle solari colorate semitrasparenti nei progetti architettonici per raccogliere ancora più energia solare senza compromettere le qualità estetiche dei loro edifici”. La ricerca è stata pubblicata su Joule (2020). DOI: 10.1016 / j.joule.2020.03.005

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