Le celle solari in perovskite progettate da un team di scienziati della National University of Singapore (NUS) hanno raggiunto un’efficienza record mondiale del 24,35% con un’area attiva di 1 cm2. Questo risultato apre la strada a celle solari più economiche, più efficienti e durevoli.
Per facilitare confronti coerenti e benchmarking di diverse tecnologie di celle solari, la comunità fotovoltaica (FV) utilizza una dimensione standard di almeno 1 cm2 per riportare l’efficienza delle celle solari a un sole nelle “Tabelle di efficienza delle celle solari”. Prima dell’impresa da record del team NUS, il miglior 1 cm2 la cella solare di perovskite ha registrato un’efficienza di conversione di potenza del 23,7%. Questo rivoluzionario risultato nella massimizzazione della produzione di energia da fonti di energia rinnovabile di prossima generazione sarà fondamentale per garantire il futuro energetico del mondo.
Le perovskiti sono una classe di materiali che presentano un’elevata efficienza di assorbimento della luce e facilità di fabbricazione, il che le rende promettenti per le applicazioni delle celle solari. Nell’ultimo decennio, la tecnologia delle celle solari perovskite ha raggiunto diversi progressi e la tecnologia continua ad evolversi.
“Per affrontare questa sfida, abbiamo intrapreso uno sforzo dedicato per sviluppare tecnologie innovative e scalabili volte a migliorare l’efficienza di 1 cm2 celle solari in perovskite. Il nostro obiettivo era quello di colmare il divario di efficienza e sbloccare il pieno potenziale dei dispositivi di dimensioni maggiori”, ha affermato l’assistente professore Hou Yi, leader del gruppo di ricerca NUS composto da scienziati del Dipartimento di ingegneria chimica e biomolecolare del NUS College of Design and Engineering così come il Solar Energy Research Institute di Singapore (SERIS), un istituto di ricerca a livello universitario nel NUS.
Ha aggiunto: “Basandosi su oltre 14 anni di sviluppo di celle solari in perovskite, questo lavoro rappresenta il primo esempio di una cella solare in perovskite a struttura invertita che supera le normali celle solari in perovskite strutturate con un’area attiva di 1 cm2, e questo è principalmente attribuito all’innovativo materiale di trasporto della carica incorporato nelle nostre celle solari di perovskite. Poiché le celle solari a perovskite a struttura invertita offrono sempre un’eccellente stabilità e scalabilità, il raggiungimento di un’efficienza maggiore rispetto alle celle a perovskite a struttura normale rappresenta una pietra miliare significativa nella commercializzazione di questa tecnologia all’avanguardia”.
Questo traguardo raggiunto dall’Asst Prof Hou Yi e dal suo team è stato incluso nelle tabelle di efficienza delle celle solari (versione 62) nel 2023. Pubblicato dalla rivista scientifica Progressi nel fotovoltaico il 21 giugno 2023, queste tabelle consolidate mostrano un ampio elenco delle massime efficienze confermate in modo indipendente per celle e moduli solari.
Tecnologia delle celle solari a basso costo, efficiente e stabile
Il risultato da record è stato ottenuto incorporando con successo un nuovo materiale di interfaccia nelle celle solari di perovskite.
“L’introduzione di questo nuovo materiale di interfaccia porta alla luce una serie di attributi vantaggiosi, tra cui eccellenti proprietà ottiche, elettriche e chimiche. Queste proprietà lavorano in sinergia per migliorare sia l’efficienza che la longevità delle celle solari di perovskite, aprendo la strada a miglioramenti significativi nella loro prestazioni e durata”, ha spiegato il membro del team Dr Li Jia, ricercatore post-dottorato presso SERIS.
I risultati promettenti riportati dal team NUS segnano una pietra miliare fondamentale nel progresso della commercializzazione di una tecnologia di celle solari a perovskite a basso costo, efficiente e stabile. “I nostri risultati hanno posto le basi per la commercializzazione accelerata e l’integrazione delle celle solari in vari sistemi energetici. Siamo entusiasti delle prospettive della nostra invenzione che rappresenta un contributo importante per un futuro di energia sostenibile e rinnovabile”, ha affermato il membro del team Wang Xi, uno studente di dottorato NUS.
Verso un futuro più verde
Basandosi su questo entusiasmante sviluppo, Asst Prof Hou e il suo team mirano a spingere ulteriormente i confini della tecnologia delle celle solari perovskite.
Un’altra area chiave di interesse è migliorare la stabilità delle celle solari di perovskite, poiché i materiali di perovskite sono sensibili all’umidità e possono degradarsi nel tempo. L’Asst Prof Hou ha commentato: “Stiamo sviluppando una metodologia di invecchiamento accelerato personalizzata per portare questa tecnologia dal laboratorio alla fabbrica. Uno dei nostri prossimi obiettivi è fornire celle solari in perovskite con 25 anni di stabilità operativa”.
Il team sta anche lavorando per trasformare le celle solari in moduli espandendo le dimensioni delle celle solari di perovskite e dimostrando la loro fattibilità ed efficacia su scala più ampia.
“Le intuizioni acquisite dal nostro attuale studio serviranno da tabella di marcia per lo sviluppo di prodotti di celle solari in perovskite stabili e, alla fine, commercialmente fattibili che possono fungere da soluzioni energetiche sostenibili per contribuire a ridurre la nostra dipendenza dai combustibili fossili”, ha aggiunto l’Asst Prof Hou.
Da un’altra testata giornalistica. news de www.sciencedaily.com
