Ecco i super pannelli fotovoltaici grazie a silicio e perovskite

Dalla Svizzera un nuovo processo per realizzare super pannelli fotovoltaici, celle solari che combinano silicio e perovskite registrando un’efficienza del 25,2%

Il silicio è stato a lungo il materiale di riferimento per la tecnologia delle celle solari e quindi dei pannelli fotovoltaici; e questo per diverse buone ragione: è economico, stabile ed efficiente. Ma è sul fronte dell’efficienza che si stanno verificando dei risultati non troppo incoraggianti, motivo per cui si sta ragionando sull’idea di accoppiarlo ad altri materiali.

Un team di ricerca della Scuola politecnica federale di Losanna e del Centro svizzero di elettronica e microtecnica hanno sviluppato una nuova tecnica per produrre celle solari in silicio e perovskite ed i primi risultati sono stati più che incoraggianti: addirittura hanno riportato un’efficienza del 25,2 %, un record per una combinazione di questo tipo.

I pannelli fotovoltaici in silicio attualmente sul mercato raggiungono il 20/22 % di efficienza, un valore buono ma che non ha più molto spazio di crescita.

pannelli fotovoltaici silicio

Da qui l’idea di creare celle solari che combinino insieme la perovskite con la tecnologia del silicio, una specie di tandem con cui creare pannelli fotovoltaici in grado di assorbire più luce e di produrre più elettricità. Questo consentirebbe ai produttori di pannelli solari di offrire prestazioni superiori a quelle che il silicio da solo riesce a realizzare.

Ovviamente pannelli come questi costerebbero molto di più; tuttavia il miglioramento delle prestazioni non dovrebbe influire sul costo per watt e nel tempo potrebbe anche ridurlo: le perovskiti diventerebbero così non solo degli sfidanti ma anche elementi di arricchimento delle celle solari al silicio.

La combinazione perovskite-silicio

Accoppiare perovskite e silicio in una cella solare potrebbe aiutare ad unire i punti di forza di entrambi i materiali.

pannelli fotovoltaici silicio

La perovskite è migliore nel convertire la luce verde e blu in elettricità, mentre il silicio è specializzato nei raggi rossi e infrarossi, quindi insieme possono catturare una gamma più ampia dello spettro.

In pratica la combinazione dei due elementi massimizza l’uso dello spettro solare e aumenta la quantità di energia generata, consentendo di raggiungere un’efficienza del 30%.

Gli ostacoli principali di queste celle tandem risiedono nel processo di produzione. Normalmente, la perovskite si deposita sulla superficie come un liquido, ma la struttura del silicio lo rende piuttosto difficile.

Il silicio è infatti costituito da una serie di ‘piramidi’ alte circa cinque micron, caratteristica che consente di intrappolare e assorbire meglio la luce. Ma questo significa che la perovskite liquida non riuscirebbe a rivestire le vette più alte.

pannelli fotovoltaici silicio perovskite

I ricercatori, senza nulla togliere all’entusiasmo delle scoperte raggiunte, mettono le mani avanti. Non sarebbe la prima volta che una tecnologia molto promettente nelle fasi di laboratorio si rilevi poi difficile da industrializzare e commercializzare.

Oltre le difficoltà accennate e relative al processo produttivo, ad oggi le perovskiti si sono rilevate instabili alle alte temperature e suscettibili all’umidità.

Per un prodotto che dovrà essere installato all’esterno, su tetti o pareti, si tratta di un problema non da poco che dovrà essere affrontato subito.

Cos’è la perovskite ?

La perovskite era stata scoperta nel 1839 sui monti Urali ma poi, come a volte succede, dimenticata perché nessuno era in grado di pensare a un suo utilizzo pratico.

Cristallo opaco di forma cubica, deve il suo nome a Gustav Rose che così lo chiamò in onore del grande collezionista di minerali e Ministro della Corte Imperiale russa Lev Perovskij.

pannelli fotovoltaici perovskite

A partire dal 2006 l’interesse per questo minerale, un composto di calcio, titanio e ossigeno, si è riacceso: merito di Tsutomu Miyasaka, ricercatore della Toin University (Giappone) che ha dimostrato la caratteristica di semiconduttori di alcune perovskiti ponendo così le basi per sperimentare un nuovo e promettente tipo di cella solare.

 

Scopri Solarius-PV, il primo BIM per la progettazione di impianti fotovoltaici integrati nel modello architettonico

 

Vuoi rimanere aggiornato su questo argomento e sulle principali novità legate al mondo del BIM?

0 commenti

Lascia un Commento

Vuoi partecipare alla discussione?
Fornisci il tuo contributo!

Lascia un commento

Il tuo indirizzo email non sarà pubblicato. I campi obbligatori sono contrassegnati *