Una molecola innovativa ha permesso a celle solari tandem perovskite-silicio di raggiungere il 33,1% di efficienza, resistendo a calore estremo e migliorando la stabilità
Una molecola per l’energia solare del futuro: prestazioni mai viste prima.
Un team internazionale di scienziati della King Abdullah University of Science and Technology (KAUST), del Fraunhofer Institute for Solar Energy Systems (ISE) e dell’Università di Friburgo ha sviluppato un metodo innovativo che migliora drasticamente le prestazioni e la stabilità delle celle solari tandem perovskite-silicio.
Un articolo pubblicato su Science (1) spiega che, grazie al trattamento della superficie perovskitica con una singola molecola, le celle solari testate hanno raggiunto un’efficienza di conversione del 33,1% e una tensione a circuito aperto di 2,01 volt. Questi valori rappresentano un traguardo fondamentale per il settore fotovoltaico.
Le celle trattate hanno mantenuto prestazioni elevate anche in condizioni estreme: oltre 40°C lungo la costa saudita e per più di 1500 ore di funzionamento continuo. Il calore eccessivo è noto per compromettere l’elettronica delle celle solari, ma questa innovazione ha superato la sfida.
Perché puntare sulle celle tandem perovskite-silicio
Le celle solari in silicio tradizionali hanno un limite fisico di efficienza inferiore al 30%. Le celle tandem perovskite-silicio, invece, sovrappongono uno strato di perovskite a uno di silicio, sfruttando meglio lo spettro solare e catturando più energia dalla luce.
Il successo deriva dalla deposizione di 1,3-diaminopropano diioduro (PDAI) sulla superficie irregolare della perovskite. Questa molecola ha generato un effetto elettrico positivo su tutto lo strato, migliorando la conduttività e le proprietà interne del materiale.
«Abbiamo finalmente ottenuto una passivazione eccellente grazie al PDAI», ha dichiarato il dottor Oussama Er-Raji del Fraunhofer ISE.
Produzione industriale e sfide tecniche superate
Per la produzione su larga scala, è vantaggioso usare celle in silicio standard come base. Tuttavia, la loro superficie testurizzata complica la deposizione della perovskite. Il team ha superato questa barriera, aprendo la strada a una produzione industriale efficiente.
KAUST: polo globale per l’energia solare
«Questa scoperta fornisce una base solida per la ricerca futura», ha affermato il professor Stefaan De Wolf (3) di KAUST.
Gli esperimenti condotti a KAUST sono stati fondamentali, grazie alla sinergia tra esperti interdisciplinari e strutture di livello mondiale. L’Arabia Saudita, con i suoi investimenti crescenti nell’energia solare, si conferma come centro globale per l’innovazione nelle energie rinnovabili.
Riferimenti:
(1) Electron accumulation across the perovskite layer enhances tandem solar cells with textured silicon
(2) Oussama Er-Raji
(3) Stefaan De Wolf
Descrizione foto: Celle solari tandem in silicio perovskite prodotte con il nuovo metodo. - Credit: King Abdullah University of Science and Technology.
Autore traduzione riassuntiva e adattamento linguistico: Edoardo Capuano / Articolo originale: Perovskite-Silicon Tandem Solar Cells Achieve Record-Breaking 33.1% Efficiency