Dalle perovskiti nuove prospettive per il fotovoltaico di nuova generazione

31/08/2015 1967

Un studio pubblicato sulla rivista Nature Photonics, coordinato dall’Istituto Italiano di Tecnologia, segna un’ulteriore tappa per lo sviluppo di tecnologie fotovoltaiche di nuova concezione. La ricerca fa luce su nuovi aspetti relativi alle proprietà morfologiche delle perovskiti: semiconduttori policristallini utilizzabili in celle solari di nuova generazione, il cui impiego promette di rendere più efficiente e competitiva l’energia solare.
 
Una ricerca recentemente pubblicata sulla prestigiosa rivista internazionale Nature Photonics offre un nuovo contributo allo studio della perovskite: promettente materiale utilizzato in celle solari fotovoltaiche di nuova concezione, destinato ad affiancare sempre più il silicio nella produzione di energia elettrica dal Sole. Lo studio, dal titolo "Role of microstructure in the electron–hole interaction of hybrid lead halide perovskites”, è stato condotto da un gruppo di ricerca guidato da Annamaria Petrozza, del Center for Nano Science and Technology (CNST) dell’Istituto Italiano di Tecnologia (IIT).
 
Il lavoro mostra che, a seconda della sua struttura cristallina, la pervoskite trasforma i fotoni in cariche libere oppure in cariche legate. "Sembra un dettaglio, ma dal punto di vista delle proprietà elettriche fa molta differenza. Le cariche libere sono subito corrente ed elettricità, le coppie sono “neutre” e spesso riemettono luce invece che creare un segnale elettrico”, ha commentato Guglielmo Lanzani, coautore dello studio e direttore del CNST-IIT. “Studiare la morfologia dei cristalli di perovskite ci permetterà di ottimizzare la produzione di energia elettrica” ha concluso Lanzani.
 
Negli ultimi anni le perovskiti hanno attirato l’attenzione della comunità scientifica in virtù delle elevate prestazioni e dell’alta competitività, dal punto di vista economico, che l’impiego a fini energetici di questo materiale promette. Integrati con il silicio, questi semiconduttori policristallini consentono la fabbricazione di celle solari ibride con un’efficienza energetica che può arrivare anche al 30%: una percentuale rilevante, confrontata con quella del 20% raggiunta dai pannelli attualmente in uso. A questo vantaggio si aggiunge il basso costo di produzione di questo tipo di celle solari, dovuto all’abbondanza dei materiali attivi e ai semplici metodi di fabbricazione, che avvengono a basse temperature e possono essere estesi su larga scala. 
 
Un altro punto di forza delle tecnologie fotovoltaiche di nuova generazione basate sulle perovskiti è la loro versatilità e applicabilità a superfici di diversa tipologia, anche flessibili. Un valore aggiunto, questo, che può consentire di “portare” l’energia anche sulle parti curve degli edifici - quali tensostrutture, tende o vetri - oppure nell’ambito delle tecnologie indossabili, così come in località remote o sottosviluppate del Pianeta, dove non esiste una rete di distribuzione.
 
Da qui l’interesse suscitato dal materiale sul gruppo di ricerca del CNST-IIT, che di recente ha partecipato a un’altra ricerca sul tema, pubblicata sulla rivista internazionale Energy and Environmental Science, volta a indagare l’efficienza delle celle solari basate sulla perovskite.

Fonte Istituto Italiano di Tecnologia