Una nuova era nel campo dell’energia solare si apre grazie a un’importante scoperta proveniente dalla Cina. I ricercatori dell’Università di Xi’an Jiaotong hanno sviluppato una cella solare perovskite invertita capace di raggiungere un’efficienza del 26,08% e di affrontare condizioni termiche estreme. Questa innovazione potrebbe rappresentare un punto di svolta per le tecnologie delle energie rinnovabili, offrendo soluzioni più stabili e durature.
La svolta nelle celle solari perovskite
Le celle solari perovskite sono tra le tecnologie emergenti più promettenti nel settore del fotovoltaico, grazie alle loro caratteristiche uniche. Possono essere ottimizzate attraverso due architetture principali: n-i-p e p-i-n. La configurazione p-i-n, specificamente utilizzata nella cella sviluppata dagli scienziati cinesi, consente di sfruttare maggiormente i punti di forza delle celle solari. Questa architettura offre vantaggi significativi in termini di stabilità e durata, cruciali per applicazioni pratiche su grande scala, distinguendosi dai modelli tradizionali n-i-p.
L’innovazione principale di questa nuova cella è l’impiego di un doppio strato autoassemblato come materiale di contatto per le lacune. Questo strato è composto da un monostrato autoassemblato di acido fosfonico e da uno strato di trifenilammina. La trifenilammina, un composto organico noto per le sue proprietà adesive, migliora la coesione tra il film di perovskite e il materiale di contatto. Questo approccio non solo incrementa l’efficienza nella conversione energetica, ma potenzia anche la stabilità termica della cella, rendendola più resistente a condizioni ambientali avverse.
I ricercatori sottolineano che il doppio strato autoassemblato stabilizza il monostrato grazie alla rigidità dei componenti utilizzati, garantendo un’interfaccia solida e durevole. Tale configurazione molecolare migliora notevolmente la performance della cella, offrendo una via promettente per lo sviluppo di tecnologie più affidabili nel campo delle energie rinnovabili.
Risultati sorprendenti dal laboratorio di Xi’an
Il team di ricerca dell’Università di Xi’an Jiaotong ha testato la cella in condizioni standard di illuminazione, ottenendo risultati eccezionali. L’efficienza misurata è stata del 26,04%, integrata da un voltaggio a circuito aperto di 1,185 V, una densità di corrente di 26,27 mA/cm² e un fattore di riempimento dell’83,84%. Ma il dato più impressionante è la durata della cella: essa ha mantenuto il 94% della sua efficienza iniziale dopo 2.000 ore di operatività in ambienti caldi e umidi, a 85°C.
Questi risultati sono stati certificati dal China National Accreditation Service, evidenziando l’affidabilità dei dati ottenuti. La classificazione della cella come una delle soluzioni più promettenti del settore solare è supportata dalla sua straordinaria capacità di mantenere basse perdite di efficienza nel tempo, rispondendo in modo favorevole alle necessità di durata e prestazioni, che sono tra le maggiori preoccupazioni per gli utenti di tecnologie fotovoltaiche.
Un confronto con l’innovazione nel fotovoltaico
La cella solare perovskite invertita con un’efficienza del 26,08% rappresenta un progresso significativo nel settore dell’energia solare, ponendosi tra le leader nel campo delle celle fotovoltaiche. Tuttavia, la competizione rimane intensa, con altri recenti sviluppi che rivelano celle solari ultrasottili in perovskite che hanno raggiunto efficienze superiori, fino al 27%, grazie all’uso di risonatori ottici avanzati che ottimizzano l’assorbimento della luce.
In aggiunta, le celle tandem, che combinano materiali di perovskite e silicio, hanno superato il traguardo del 30% di efficienza, presentando un futuro ambizioso per il fotovoltaico. Questi sviluppi mostrano come il campo delle energie rinnovabili continui a evolversi, con ricerche che mirano a superare i limiti attuali della tecnologia.
Nonostante l’efficienza della cella perovskite sviluppata risulti non essere la massima attualmente nota, il suo vantaggio competitivo risiede nella stabile prestazione nel tempo, fondamentale per assicurare un’energia sostenibile e affidabile di fronte alle sfide ambientali globali. L’attenzione sarà quindi rivolta a come queste innovazioni possono essere integrate in applicazioni reali per contribuire a un futuro energetico più verde e sostenibile.
