Fotovoltaico a basso costo e alta efficienza grazie al grafene

Grafene e ossido di grafene su celle di perovskite completamente inorganica per il fotovoltaico del futuro, economicamente conveniente e sostenibile

Un gruppo di Ricerca guidato da Anna Vinattieri, docente di Fisica sperimentale dell’Università di Firenze, e dal ricercatore Francesco Biccari, entrambi afferenti al Dipartimento di Fisica e astronomia, ha realizzato un’interessante ricerca sul fotovoltaico, pubblicata sulla rivista “Advanced Energy Materials, dedicata a una tecnologia alternativa al silicio economicamente sostenibile ed efficiente.

Alla base della ricerca la consapevolezza che la diffusione degli impianti fotovoltaici sia in qualche modo frenata dall’alto costo del silicio. Negli ultimi anni alcuni ricercatori hanno scoperto le perovskiti ibride, ovvero minerali semiconduttori ecocompatibili accomunati dalla stessa struttura cristallina, a bassissimo costo.

Le perovskiti possono sostituire il silicio garantendo alte efficienze di conversione della luce solare in energia elettrica. I ricercatori dell’Università di Firenze hanno dimosrtrato che è possibile aumentare ulteriormente la loro efficienza introducendo nella cella del grafene e dell’ossido di grafene drogato con atomi di litio.

Le proprietà del grafene infatti aiutano a migliorare sia la separazione di carica che la qualità del materiale all’interno della cella, con buoni risultati sull’incremento dell’efficienza.

La ricerca inoltre apre buone prospettive anche sul lato della stabilità, le perovskiti ibride hanno il difetto di essere instabili e di rovinarsi con il tempo. Se l’utilizzo del grafene e dell’ossido di grafene avranno lo stesso effetto positivo sulle perovskiti inorganiche che non hanno problemi di stabilità ma hanno purtroppo efficienze più basse, si potrà ottenere una tecnologia per un fotovoltaico efficiente a basso costo, pronto per la commercializzazione.

La stessa tecnica, si legge nel comunicato dell’università di Firenze, potrà essere utilizzata in altri ambiti.

Il team di ricerca oltre a UNIFI, capofila del progetto, lavora in collaborazione con i team di Aldo di Carlo (Università di Roma Tor Vergata e The Centre for Hybrid and Organic Solar Energy-CHOSE), di Francesco Bonaccorso (Istituto Italiano di Tecnologia di Genova) e di Emmanuel Kymakis (Technological Educational Institute di Creta).

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