I pannelli fotovoltaici, noti per la loro capacità di convertire l'irraggiamento solare in energia elettrica, stanno per subire una rivoluzione grazie al materiale innovativo chiamato perovskite. Questo straordinario materiale è visto come la risposta ideale al predominante silicio, portando con sé una nuova era per la tecnologia solare.

Tuttavia, nonostante i progressi, ci sono ancora delle sfide cruciali da affrontare, tra cui i costi di produzione, la sostenibilità ambientale—soprattutto in relazione allo strato di piombo necessario per la protezione delle celle—e la loro efficienza e resilienza agli agenti atmosferici. I ricercatori sono attivamente al lavoro per superare questi ostacoli, e una volta risolti, i pannelli in perovskite potrebbero diventare la scelta dominante in tutti i contesti.

Un’Innovazione che Potrebbe Cambiare il Gioco

Recentemente, un team di ricercatori cinesi provenienti dalla Huaqiao University, in collaborazione con chimici della City University di Hong Kong e della Chinese Academy of Sciences, ha ottenuto un risultato straordinario: hanno migliorato l'efficienza di una cella solare in perovskite fino al 26,39%. Questo traguardo è stato reso possibile grazie all'utilizzo di un innovativo "interstrato selettivo" che blocca la diffusione degli ioni attraverso la perovskite.

La migrazione degli ioni è stata identificata come la principale causa di instabilità per queste celle: infatti, il reticolo cristallino della perovskite, essendo morbido e con legami relativamente deboli, è soggetto a difetti che possono compromettere le prestazioni della cella. I ricercatori hanno implementato un'interfaccia polimerica ultrasottile, nota come D18, per risolvere questi problemi di instabilità, bloccando efficacemente la diffusione degli ioni e migliorando così l'efficienza.

Un Record di Stabilità senza Precedenti

In aggiunta all'impressionante efficienza, le celle hanno dimostrato una stabilità significativa, mantenendo il 95,4% della loro efficienza iniziale anche dopo 1100 ore di monitoraggio. Questo è un progresso significativo nel campo delle celle solari in perovskite, poiché l’affidabilità a lungo termine è stata storicamente un punto debole.

Utilizzando un substrato di vetro e ossido di stagno drogato con fluoro (FTO), insieme a diversi strati funzionali, i ricercatori hanno dimostrato che l'inserimento di un interstrato selettivo può non solo migliorare l'efficienza, ma anche prolungare la durata operativa delle celle. Progettare barriere per bloccare la diffusione degli ioni è pertanto fondamentale, non solo per la performance ma anche per la commercializzazione di massa di queste tecnologie.

Il Futuro del Fotovoltaico è Qui!

Con questi risultati, il futuro del fotovoltaico potrebbe essere molto luminoso. La possibilità di integrare celle solari in perovskite in prodotti commerciali potrebbe rendere l'energia solare più accessibile ed efficiente, contribuendo in modo significativo alla transizione verso fonti di energia rinnovabili. Se queste cellule supereranno le attuali limitazioni e verranno adottate su larga scala, si prevede che potrebbero cambiare radicalmente il panorama energetico mondiale.