Fotovoltaico: le celle solari in perovskite pià efficienti di sempre

Un gruppo di scienziati della North Carolina State University ha scoperto che guidando gli ioni delle perovskiti attraverso i difetti cristallini si potrebbe migliorare la stabilità e le prestazioni operative delle celle solari. Andiamo a scoprire di cosa parla il recente studio.

Celle solari in perovskite: efficienza e stabilità

Le perovskiti sono un nutrito gruppo di ossidi di metalli dotati di diverse proprietà, tra cui quella fotovoltaica. La struttura cristallina di alcuni di questi minerali permette loro di assorbire meglio la luce rispetto al silicio. Offrendo dunque la possibilità di realizzare dispositivi solari più efficienti, leggeri ed economici dell’attuale standard di mercato.

Le perovskiti sono materiali ionici e quando viene applicata loro una tensione gli ioni si spostano al loro interno contribuendo a determinare cambiamenti chimici e strutturali. Al momento non è possibile evitare tutto ciò, ma gli scienziati della North Carolina State University, negli USA, hanno scoperto come guidare questi movimenti.

Aram Amassian, professore di scienza dei materiali e ingegneria e co-autore dello studio, commenta:

“Non abbiamo trovato un modo per impedire agli ioni di muoversi attraverso i materiali di perovskite, ma abbiamo scoperto che è possibile indirizzare questi ioni in un condotto sicuro che non comprometta l’integrità strutturale o le prestazioni del materiale. Rappresenta un grande passo avanti”.

La scoperta: un condotto sicuro per gli ioni

Il primo autore Masoud Ghasemi, spiega:

“Quello che abbiamo scoperto è che i grani (a cui spetta il compito di assorbire la luce e generare le cariche) risultano meglio protetti dal deterioramento quando gli ioni si muovono prevalentemente lungo i bordi. Sommando tale scoperta con ciò che è già noto sulle perovskiti, è chiaro che i problemi iniziano quando i bordi dei grani sono deboli. Ciò rende più facile per gli ioni muoversi nei grani stessi”.

E di conseguenza porta a celle solari in perovskite meno efficienti nel tempo.

Sottolinea Amassian:

“Esistono tecniche consolidate che possiamo utilizzare per progettare i cristalli e i loro bordi di grano. Ora possiamo utilizzare questi approcci per proteggere i grani […] In breve, ora sappiamo cosa è necessario fare per creare perovskiti molto più stabili”