Cristalli di perovskite per il fotovoltaico del futuro

L’Ateneo di Roma Tor Vergata, in collaborazione con il CHOSE – Polo Solare Organico-Regione Lazio, ha realizzato il primo modulo reale fotovoltaico con perovskiti, composti dalla struttura cristallina dalle proprietà fotoassorbenti, che rappresentano una delle più innovative e promettenti applicazioni nel settore fotovoltaico per il risparmio energetico.
Il  prodotto è stato ottenuto “stampando” i vari strati di materiale che compongono il modulo in perovskiti ibride organiche/inorganiche e questo ha permesso di semplificare notevolmente il processo di fabbricazione. La ricerca è stata pubblicata sulla rivista “Physical Chemistry Chemical Physics” della Royal Society of Chemistry.
“Le perovskiti sono dei composti con una struttura cristallina particolare che può ospitare molti elementi diversi e questa flessibilità le rende utilizzabili per una varietà di applicazioni. – spiega la prof.ssa Silvia Licoccia, ordinario di  Fondamenti Chimici per le Tecnologie del Dipartimento di Scienze e Tecnologie Chimiche dell’Università di Roma “Tor Vergata. – Già da anni il nostro gruppo di ricerca ha utilizzato questi composti per applicazioni energetiche e ambientali in celle a combustibile e sensori chimici e l’applicazione nel settore fotovoltaico è una delle più innovative e promettenti”.
Fino ad ora sono state realizzate solo celle di piccolissima dimensione, che nonostante il  notevole effetto fotovoltaico, non possono garantire un futuro industriale e commerciale. I ricercatori del CHOSE sono riusciti realizzare un modulo reale di dimensioni  di oltre 20 cm2 dove le celle sono connesse tra di loro per aumentare la tensione prodotta.

“Il fotovoltaico con Perovskiti ibride – spiega il  prof. Aldo Di Carlo del Dipartimento di Ingegneria Elettronica dell’Università di Roma “Tor Vergata”– rivoluzionerà  il modo con cui verranno prodotte celle e moduli fotovoltaici nei prossimi anni. Queste perovskiti ibride si presentano come degli inchiostri che possono essere facilmente depositati tramite le convenzionali tecniche di stampa. Dunque una tecnologia molto semplice che permetterà una sostanziale riduzione del costo dell’energia prodotta dal fotovoltaico. Il passo più difficile era quello di dimostrare che anche la produzione di un reale modulo fotovoltaico con dimensione paragonabili alle convenzionali celle al silicio poteva essere ottenuto con queste stesse tecniche di stampa. Utilizzando procedure di fabbricazione particolari che hanno portato anche alla presentazione di un brevetto, siamo riusciti a risolvere i problemi fondamentali che impedivano lo scaling-up realizzando, unici  al mondo, un modulo di larga area”. “La composizione chimica della perovskite  – conclude la prof.ssa Licoccia – le conferisce una grande capacità di assorbire la luce. Le cariche generate dalla luce catturata dal pannello hanno tempi di permanenza molto lunghi permettendo un elevato accumulo di energia. Con le perovskiti i costi di produzione potrebbero essere notevolmente inferiori agli attuali grazie all’abbondanza dei materiali attivi e a metodi di preparazione  più semplici e dunque estendibili su larga scala”.
Attualmente il modulo realizzato ha un’efficienza di 5.1% ma il margine di miglioramento è notevole considerando che le celle di piccolissima area posso arrivare anche al 16% di efficienza e il traguardo del 20% non sembra molto lontano.

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