Le celle solari tandem perovskite-silicio superano la soglia di efficienza del 30%. Lo dimostrano due studi internazionali, pubblicati su Science. I ricercatori hanno presentato metodi innovativi, nel fotovoltaico, che consentono la fabbricazione di celle solari tandem perovskite-silicio ad alte prestazioni con efficienze di conversione di potenza superiori al 30%. Le celle solari al silicio, la tecnologia fotovoltaica piu’ diffusa, si stanno rapidamente avvicinando al limite teorico di efficienza di conversione di potenza del 29%.
Un modo per aumentare l’efficacia di una cella solare e’ quello di ottimizzare lo spettro della luce del sole per la conversione in energia. Questo obiettivo puo’ essere raggiunto impilando due o piu’ materiali fotoattivi interconnessi in un unico dispositivo, cosi’ da incrementare la raccolta dell’energia solare. La combinazione di celle solari in perovskite e silicio, in un dispositivo tandem, potrebbe rappresentare un percorso promettente verso la realizzazione di impianti fotovoltaici ad alte prestazioni.
Sviluppo delle celle solari
A tal proposito, in due studi separati, i ricercatori hanno presentato diverse strategie per sviluppare celle solari in tandem perovskite-silicio con un’efficienza di conversione di potenza superiore al 30%. “Il superamento di questa soglia da’ fiducia alla possibilita’ di immettere sul mercato celle fotovoltaiche ad alto rendimento e a basso costo”, ha scritto Stefaan De Wolf e Erkan Aydin, della King Abdullah University, in una pubblicazione correlata.
La combinazione di questi due materiali massimizza e rende piu’ efficiente la conversione della luce solare in elettricita’. I ricercatori hanno provato che l’uso di additivi a base di acido fosfonico, durante la sequenza di lavorazione delle celle, non solo ha migliorato il processo di cristallizzazione della perovskite, ma ha anche contribuito ad attenuare le perdite per ricombinazione.
Con un approccio diverso, Silvia Mariotti, dell’University of Liverpool e colleghi hanno dimostrato che l’uso di un liquido ionico, lo ioduro di piperazinio, ha migliorato l’allineamento delle bande e l’estrazione di carica all’interfaccia di un trialide di perovskite e dello strato di trasporto degli elettroni, creando un dipolo positivo. Grazie a questa modifica, il gruppo di ricerca ha sviluppato una cella solare tandem perovskite-silicio che ha dimostrato un’impressionante tensione a circuito aperto, sino a 2,0 Volt e un grado di efficienza di conversione di potenza certificato fino al 32,5%.
