Fotovoltaico: cristalli di perovskite per celle solari del futuro

L’industria solare da tempo è alla ricerca di materie prime più economiche del silicio per realizzare celle fotovoltaiche efficienti e competitive. Tra i materiali più promettenti figura la perovskite, un minerale con una struttura cristallina molto versatile in grado di ospitare un ampio spettro di elementi. Un’équipe di ricercatori della University of Toronto e della King Abdullah University of Science and Technology sta esplorando le proprietà fisiche e chimiche dei singoli cristalli di perovskite, la forma più pura del minerale.

Gli scienziati hanno messo a punto una nuova tecnica che permette di creare cristalli di perovskite con un elevato grado di purezza e di grandi dimensioni. Gli studiosi hanno poi osservato le modalità di spostamento e il percorso compiuto dagli elettroni all’interno del materiale a seguito dell’assorbimento della luce solare e della generazione di elettricità. L’obiettivo della sperimentazione era di misurare la velocità di spostamento degli elettroni, individuando eventuali imperfezioni nel materiale che ostacolano il passaggio dell’energia.

La ricerca ha restituito risultati molto promettenti. In futuro secondo Riccardo Comin, uno degli autori dello studio, grazie ai cristalli di perovskite si potrebbero ottenere celle solari con un’efficienza record, a patto che la ricerca prosegua senza sosta.

Al momento il record di efficienza per le celle solari in perovskite è del 20%. Come illustra Valerio Adinolfi, co-autore dello studio, i moduli fotovoltaici in perovskite stanno diventando sempre più efficienti. Questo minerale potrà presto competere con i materiali convenzionali impiegati nei moduli già in commercio. Per creare moduli fotovoltaici capaci di assorbire sia lo spettro visibile che gli infrarossi, i ricercatori pensano di combinare i pannelli solari in perovskite con i pannelli solari a punti quantici colloidali.

Secondo Adinolfi, il principale vantaggio della perovskite è rappresentato dal costo più basso rispetto al silicio. Abbassare i costi di produzione dei pannelli fotovoltaici porterebbe a una conseguenze riduzione dei prezzi dell’elettricità solare, rendendo la fonte rinnovabile sempre più competitiva nel mercato energetico globale.

La perovskite possiede potenzialità interessanti anche nel campo dell’illuminazione. Inviando elettroni attraverso una lastra di cristalli è possibile infatti sfruttare la luce che viene rilasciata.