Celle solari a “perovskite”: il futuro del fotovoltaico (e non solo):

IN BREVE:

Il giorno 17 gennaio 2018 un gruppo di scienziati dell’Università di Groningen, nei Paesi Bassi, capitanati dalla ricercatrice Maria Antonietta Loi hanno scoperto un nuovo metodo per la realizzazione di un pannello fotovoltaico aprendo la strada a nuove potenziali applicazioni di elevata efficienza e facili da produrre industrialmente.

I pannelli sono stati realizzati con la perovskite ibrida a base di stagno, ovvero un incredibile materiale semiconduttore in cui gli elettroni più energetici hanno un “tempo di rilassamento” nell’ ordine dei nanosecondi, cioè di miliardesimi di secondo.
In primo luogo per capire pienamente questo concetto risulta fondamentale la comprensione di un elemento cardine sui materiali semiconduttori usati nei pannelli fotovoltaici, ossia lo schema dei livelli di energia (o di conduzione) degli elettroni: grazie all’ assorbimento di un fotone incidente possono passare ad un livello di energia più elevata.

“Attualmente, in una cella fotovoltaica gli elettroni vengono estratti quando sono alla base dei livelli di conduzione, quindi si perde tutta l’energia dei fotoni più energetici”, ha affermato Maria Antonietta Loi. La ricercatrice, inoltre, spiega che “ora, mentre gli elettroni tornano alla base del livello in un tempo dell’ordine dei picosecondi (cioè di millesimi di miliardesimi), nel nostro materiale avviene nei nanosecondi, cioè un tempo più lungo”.

Loi

Maria Antonietta Loi

In secondo luogo questo prolungamento in termini di tempo aprirebbe la strada a nuove
applicazioni, infatti “in questa situazione sarebbe possibile estrarre gli elettroni mentre sono in questo stato di alta energia”, ha aggiunto Loi. Inoltre, bisogna sottolineare che l’elemento centrale del risultato è il materiale utilizzato, ovvero la perovskite ibrida a base di stagno, la quale associa i composti inorganici ad una piccola percentuale
di composti organici di questo materiale, più lo stagno.

Dunque il prossimo obiettivo del team di ricercatori sarà quello di “capire i motivi fisici per cui gli elettroni decadono così lentamente”. Tutto ciò sarebbe la premessa per verificare se esistono anche altri materiali che si comportano in modo simile.
Infine le prospettive future sono molto interessanti non solo per l’applicazione alle celle
fotovoltaiche poiché la perovskite ibrida a base di stagno si produce per deposizione in soluzione, quindi in modo semplice e riproducibile a livello industriale.

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