Ilaria Rosella Pagliaro La King Abdullah University of Science and Technology (KAUST) ha sviluppato una cella solare tandem a quattro terminali con un'efficienza record del 31,5%
©KAUST
La perovskite rappresenta il futuro del fotovoltaico. Sono diversi gli esempi di celle solari prodotte in questo materiale che stanno facendo a gara per contendersi il record di efficienza.
Ora è il turno di un gruppo di ricercatori della King Abdullah University of Science and Technology (KAUST) che ha pubblicato su ACS Energy Letters una scoperta straordinaria: la creazione di una cella solare tandem a quattro terminali con un’efficienza mai vista prima. Ma perché questa tecnologia è così speciale? E che cosa potrebbe significare per il futuro dell’energia rinnovabile?
Questa nuova cella solare utilizza una configurazione a tripla giunzione composta da tre strati di materiali diversi: due strati di perovskite e uno di silicio, su una superficie di 1 cm². Il team di ricerca guidato da Stefaan De Wolf ha superato molte difficoltà tecniche, riuscendo a creare un collegamento efficace tra i diversi strati di perovskite.
Gli scienziati hanno sviluppato speciali strati di connessione tra gli elementi in perovskite, ottimizzando il trasporto dei buchi con un composto innovativo chiamato PFN-Br, insieme a ossido di nickel (NiOx).
La cella superiore in perovskite è stata costruita su un substrato di vetro e ossido di indio-stagno, utilizzando un particolare tipo di perovskite. Per migliorare l’efficienza, sono stati aggiunti un contatto metallico in argento e un rivestimento antiriflesso in fluoruro di magnesio (MgF2). La cella include anche uno strato di trasporto degli elettroni a base di buckminsterfullerene (C60), che aumenta significativamente la conversione della luce solare in energia elettrica.
La nuova cella solare tandem ha raggiunto un’efficienza di conversione del 31,5%, con il 14,3% proveniente dalla cella superiore in perovskite e il 17,2% dalla combinazione della cella centrale in perovskite e quella inferiore in silicio. Questi componenti sono stati integrati in una cella tandem monolitica perovskite/silicio, dimostrando una notevole stabilità e mantenendo circa l’80% dell’efficienza iniziale anche dopo 25 ore di funzionamento a piena potenza.
Altri sviluppi nel campo delle celle solari
Nonostante il risultato eccezionale di KAUST, altre recenti innovazioni hanno spinto ulteriormente i limiti dell’efficienza delle celle solari. LONGi Green Energy Technology ha raggiunto un nuovo record del 33,9% per le celle solari tandem in silicio e perovskite, superando il precedente 33,7% di KAUST. Anche l’Università Nazionale di Singapore ha fatto progressi significativi con una cella solare tandem a tripla giunzione perovskite/perovskite/silicio, raggiungendo un’efficienza del 27,1%.
Questi sviluppi mostrano come la ricerca continua nel campo delle tecnologie fotovoltaiche stia portando a miglioramenti significativi, promettendo un futuro sempre più luminoso per l’energia rinnovabile.
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Fonte: ACS Energy Letters
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