Celle solari a perovskite: l’ultima frontiera del fotovoltaico

08/11/2016 2029
Si tratta di una nuovissima tecnologia, ancora sotto studio ma con promettenti risultati e applicazioni soprattutto nelle finestre nei nuovi edifici intelligenti.
 
La perovskite, un materiale ibrido, organico e inorganico, in grado di assorbire l’intero spettro solare e di trasportare la carica elettrica con elevatissima efficienza è l’ultima frontiera nel campo del fotovoltaico di nuova generazione; sebbene ancora poco studiata in Italia, presenta risultati molto rilevanti dal punto di vista scientifico.
 
Science, una delle più prestigiose riviste internazionali di divulgazione scientifica, ha pubblicato un lavoro di ricerca sperimentale condotto dal Politecnico di Torino insieme all’École Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL), al Politecnico di Milano e all’Istituto Italiano di Tecnologia, incentrato sulle celle solari a perovskite, un nuovo materiale recentemente studiato nella sua applicazione ai dispositivi di conversione dell’energia solare.
 
I primi risultati della ricerca sono talmente promettenti che si ipotizza un’applicazione su larga scala di questo materiale entro il 2020. Oltre alle proprietà uniche della perovskite, infatti, le celle fotovoltaiche basate su questa tecnologia possono essere fabbricate con tecnologie semplici e veloci, il che fa prospettare una sicura scalabilità a livello industriale. Grazie a un ingente impiego di risorse umane ed economiche le efficienze di conversione della luce solare attraverso questa tecnologia sono più che quintuplicate (dal 4 al 22%) negli ultimi sei anni. Una delle principali applicazioni di questi dispositivi potrebbe essere quella a finestra nei nuovi edifici “intelligenti”.
La ricerca pubblicata si concentra sul fatto che le celle solari a perovskite sono soggette a notevoli perdite di efficienza quando esposte alla luce ultravioletta (presente al 5% nello spettro solare) e all’umidità atmosferica.
Il team di ricerca del Politecnico di Torino, insieme a quello del Politecnico di Milano, ha quindi ideato e proposto un rivestimento realizzato in un materiale polimerico innovativo in grado di contrastare efficacemente l’invecchiamento delle celle solari a perovskite, potenziato con molecole luminescenti in grado di convertire la luce ultravioletta presente nella radiazione solare in luce non dannosa per la cella solare.
 
Le celle solari sono state assemblate, caratterizzate e testate in diverse condizioni di invecchiamento accelerato per oltre un anno in diversi laboratori, tra i quali quelli dell’École Polytechnique Fédérale de Lausanne.

Con efficienze prossime al 19% ed un’eccezionale stabilità quando sottoposte ad una serie di test di invecchiamento anche in condizioni estreme, le innovative celle solari a perovskite proposte su Science confermano le notevoli prospettive di questa nuova tecnologia di conversione dell’energia solare che potrà competere efficacemente con i classici pannelli al silicio in ambito edilizio, ma anche essere accoppiata al silicio stesso in dispositivi tandem ad elevatissime prestazioni.