Pannelli fotovoltaici con rendimento superiore del 15% di quelli attualmente in uso, il fotovoltaico di nuova generazione

In continuo sviluppo e con nuove tecniche, il fotovoltaico diventa sempre più accessibile e conveniente. Ecco le ultime ricerche sul fotovoltaico di nuova generazione.

I moduli fotovoltaici in perovskite sono un obiettivo raggiungibile a breve oppure il passaggio da celle in silicio al nuovo minerale è ancora lontano nel tempo?

Adobe StockIl settore delle energie rinnovabili sta avendo grande risalto negli ultimi anni ma le innovazioni e le tecnologie da mettere a punto sono ancora numerose.

La ricerca della perfezione è lunga e impervia e la strada verso i moduli fotovoltaici in perovskite ne è la dimostrazione. L’idea di passare da piccole celle in materiale cristallino ad ampi pannelli in perovskite è ottima ma non ancora perfettamente realizzabile. La competitività dei moduli viene meno a causa dei difetti propri della perovskite. La struttura molecolare presenta delle imperfezioni che creando degli “stati trappola” si intromettono nel movimento dei portatori di carica minimizzando l’efficienza complessiva. Ciò significa una perdita di potenza significativa. Fortunatamente una soluzione sembrerebbe essere stata trovata da un gruppo di scienziati internazionali.

Come ridurre i difetti della perovskite

Mohammad Nazeeruddin della Scuola Politecnica Federale di Losanna, a capo di un gruppo di scienziati, è riuscito a trovare una possibile soluzione ai difetti della perovskite. Si tratta di produrre nuove nanoparticelle utilizzando la tecnica solvotermica che usa solventi ad alte temperature. La procedura consente di creare piccolissimi rombi di biossido di titanio monocristallino con cui creare film di perovskite. Questa nuova struttura presenta minori disallineamenti a reticolo e, di conseguenza, mostra una quantità inferiore di difetti. In questo modo il flusso di elettroni sarà migliore mentre la perdita di potenza più bassa.

Al momento è ancora difficile poter pensare di realizzare i moduli fotovoltaici in perovskite a livello industriale ma i primi passi sono stati mossi e i risultati sono soddisfacenti. L’efficienza di conversione registrata nei primi test sulle celle si attesta al 24,5% con un fattore di riempimento dell’84,7% e si è raggiunto anche un risultato di efficienza al 22,72% per i moduli di ampia area. Ottimi traguardi che lasciano sperare in grandi passi in avanti nel prossimo futuro.

I vantaggi della perovskite

Per comprendere l’importanza del passaggio dall’uso di celle in materiale cristallino a moduli di perovskite occorre elencare i pregi di questo minerale. Parliamo di un minerale di biossido di titanio di calcio scoperto nel 1839 considerato un ottimo conduttore e, per questo, un protagonista indiscusso nel campo delle energie rinnovabili. Grazie alla perovskite è possibile creare celle solari ibride con un rendimento superiore del 15% rispetto a quello odierno. Si spiana la strada, dunque, verso un fotovoltaico di nuova generazione i cui costi risulterebbero inferiori a quelli delle celle fotovoltaiche in silicio. Il risparmio sarebbe garantito dall’abbondanza dei materiali attivi disponibili e dalla maggior semplicità della lavorazione. Infine, la semi-trasparenza e la flessibilità del minerale giocherebbero molto a favore dell’installazione sulle facciate degli edifici.