Efficienza record per la cella solare “tandem” in perovskite made in Italy

Un gruppo di ricerca italiano formato da Università di Roma “Tor Vergata”, ENEA e Istituto Italiano di Tecnologia ha realizzato un’innovativa cella solare “tandem” in perovskite e silicio che ha un’efficienza record superiore al 26%. 

Sono stati pubblicati sulla rivista internazionale Joule i risultati di un’importante ricerca tutta italiana che ha permesso la realizzazione di un’innovativa cella solare “tandem” in perovskite e silicio, utilizzando il grafene, che vanta un’efficienza record superiore al 26%.

Il gruppo di studio è formato da ricercatori del centro CHOSE dell’Università di Roma “Tor Vergata”, del Laboratorio di Tecnologie Fotovoltaiche di ENEA e dell’IIT – Istituto Italiano di Tecnologia.

La nuova cella è formata da due celle solari elettricamente connesse e sovrapposte realizzate in materiali diversi, che lavorano in tandem. Quella frontale, a base di perovskite, opportunamente dimensionata, converte bene la luce blu e verde dello spettro solare, e lascia filtrare la luce solare rossa e infrarossa verso la cella posteriore fatta in silicio.

Grazie alla combinazione dei due materiali, spiega Mario Tucci, responsabile del Laboratorio Tecnologie Fotovoltaiche dell’ENEA, si ottimizza l’assorbimento dei raggi solari, producendo “un’elevata foto-tensione, pari alla somma delle tensioni generate dalle due singole celle, con una maggiore efficienza rispetto ad una singola cella solare”. La tecnica utilizzata ha permesso così di ottimizzare i vantaggi delle singole tecnologie di fabbricazione.

La cella ha infatti raggiunto un’efficienza del 26,3% grazie all’introduzione di grafene negli strati del dispositivo in perovskite, che ha migliorato le prestazioni nella cella in perovskite e all’eterogiunzione con film amorfi nella cella posteriore in silicio che ne ha aumentato la tensione. L’obiettivo dei ricercatori è di raggiungere un’efficienza superiore al 30%.

Enrico Lamanna il dottorando del team CHOSE che ha sviluppato il concetto all’interno della sua tesi, sottolinea che la struttura tandem studiata permette “di produrre le due celle in silicio e in Perovskite singolarmente e, una volta massimizzate le loro prestazioni, queste possono essere unite in un’unica struttura compatta a due terminali, composta dalle due celle sovrapposte”.

 “Già in passato avevamo sfruttato le straordinarie proprietà del Grafene per migliorare l’efficienza dei dispositivi singola giunzione in Perovskite, migliorando l’estrazione di carica agli elettrodi” commenta il Professor Aldo Di Carlo responsabile del progetto assieme al Dott. Mario Tucci di ENEA, “in questo caso, tuttavia, abbiamo osservato che l’aggiunta di Grafene negli strati adibiti al trasporto di elettroni nel dispositivo in Perovskite consente di non alterarne la trasparenza alla luce rossa ed infrarossa, caratteristica essenziale per una cella frontale di una tandem con il silicio”.

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