Test nuove celle solari, macchina riduce il tempo da ore a minuti

Il nuovo set-up della Monash University ha la capacità di testare migliaia di celle in un solo giorno. Una velocità che non ha pari negli altri laboratori di ricerca e sviluppo livello mondiale.

nuove celle solari
Credits: Exciton Science

Speed test per le nuove celle solari a base di perovskite

(Rinnovabili.it) – I test sulle celle solari di nuova generazione potranno finalmente essere eseguiti in pochi minuti. Il merito va ad un sistema realizzato dagli scienziati della Monash University, in Australia. Il team ha creato una macchina in grado di analizzare contemporaneamente più unità, velocizzando notevolmente tutto il processo.

Il progetto nasce con un target ben preciso: le nuove celle solari a base di perovskite. Questo nome è assegnato ad una ampia classe di ossidi artificiali con formula ABX3. I più  promettenti per il settore fotovoltaico hanno solitamente una struttura ibrida organica-inorganica in cui A è un catione organico, B è un catione inorganico metallico, mentre X è l’anione alogenuro. Questa ampia possibilità di combinazioni determina anche una certa difficoltà nel trovare il miglior materiale possibile per il fotovoltaico. Non solo. Arrivare alla combinazione perfetta significa dover prima esplorare una vasta gamma di parametri (composizione, condizioni circostanti, tecnica di fabbricazione, ecc.).

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Nell’ultimo decennio – spiegano i ricercatori della Monash University – le scoperte e i processi di ottimizzazione delle nuove celle solari in perovskite sono stati raggiunti usando semplici tecniche di deposizione su scala di laboratorio e metodi di caratterizzazione. Il risultato? Un processo che richiede molto tempo, rallentando il tasso di progresso nel campo del fotovoltaico.

Le nuove celle solari in perovskite hanno raggiunto un efficienza sopra il 25%, valore quasi identico a quelle convenzionali a base di silicio”, ha commentato il leader del progetto, Adam Surmiak. ”Ma questi risultati provengono da test di laboratorio su campioni di dimensioni millimetriche in condizioni interne. E quindi non tengono conto di tutta una serie di fattori del mondo reale come le condizioni ambientali, l’uso a cui sono sottoposte, il processo di fabbricazione e il possibile deterioramento nel tempo”.

Il team ha risolto il problema con un dispositivo capace di valutare molto rapidamente prestazioni e potenziale commerciale dei nuovi composti. “Per prendere le giuste decisioni – ha proseguito Surmiak – dobbiamo sapere come funzionerà ogni differente prototipo su larga scala nel mondo reale; e per farlo abbiamo bisogno di una libreria di dati adeguata in modo da poter scegliere i migliori candidati da portare alla fase successiva. Questo nuovo sistema ci consente fare tutto ciò molto rapidamente e di accelerare il passaggio dal laboratorio alla fabbrica”.

La macchina creata dal gruppo di scienziati ha richiesto alcune attrezzature specializzate e una stampante 3D di precisione. Ma il risultato ha più che soddisfatto i ricercatori. Il sistema è in grado di analizzare contemporaneamente 16 celle solari basate su perovskite in pochi minuti. Il nostro set-up ha la capacità di testare migliaia di celle in un solo giorno, mettendoci davanti a, praticamente, tutti gli altri laboratori di ricerca e sviluppo del mondo”.

La ricerca è stata pubblicata sulla rivista Solar RRL (testo in inglese).

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