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Celle solari in perovskite per le finestre fotovoltaiche del futuro

Le celle solari in perovskite potrebbero fornire una soluzione economica e sostenibile per integrare il fotovoltaico nelle finestre degli edifici, ampliando enormemente il raggio d’applicazione dei moduli fotovoltaici. I ricercatori della Brown University hanno infatti messo a punto una nuova tecnica per la cristallizzazione della perovskite. I cristalli in perovskite sono materiali molto promettenti: sono in grado di assorbire una grande quantità di luce solare e possono essere applicati su film fotovoltaici più flessibili, colorati e semitrasparenti.

Le celle solari in perovskite, inoltre, hanno raggiunto in pochi anni una soglia d’efficienza del 20% e possono già competere con le celle in silicio, la cui efficienza si aggira sul 25%. Purtroppo per cristallizzare la pervoskite è necessario un processo energivoro, che richiede temperature elevate, fino a 100-150°C. Oltre ai consumi di energia elevati, il calore ha effetti negativi sulla struttura delle celle solari perché crea dei buchi nel film fotovoltaico che ne riducono l’efficienza.

Per aggirare il problema, gli scienziati della Brown University hanno creato i cristalli con un processo economico e rapido, di appena due minuti. Il metodo consiste nell’immergere i precursori della perovskite in un solvente chiamato NMP, a temperatura ambiente. Il substrato ricavato dal processo viene poi immerso in una seconda soluzione, un solvente noto come DEE, che elimina l’NMP e permette di estrarre solo i cristalli di perovskite.

Celle solari in perovskite: una finestra nel futuro del fotovoltaico

Secondo i ricercatori, grazie a questa tecnica, si potrebbe produrre su scala industriale un film fotovoltaico ultrasottile, di appena 20 nanometri. Si tratta di risultati straordinari perché oggi la tecnologia basata sulla perovskite non riesce a scendere sotto i 300 nanometri senza creare buchi che compromettono l’efficienza della cella solare.

Questo film fotovoltaico ultrasottile potrebbe essere applicato su superfici molto vaste e anche su substrati in plastica perché il processo di cristallizzazione avviene a temperatura ambiente e non fonde le strutture più leggere e  flessibili.

Come ha illustrato Nitin Padture, uno degli autori dello studio, grazie a questa scoperta sarà possibile creare vetri fotovoltaici decorativi per le finestre, implementando più facilmente gli impianti solari negli edifici. I dettagli dello studio sono stati pubblicati sulla rivista Journal of Materials Chemistry, edita dalla Royal Society of Chemistry’s.

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