Un enorme passo avanti nell’evoluzione delle celle solari in perovskite registrato dai ricercatori della City University di Hong Kong (CityU) avrà implicazioni significative per lo sviluppo delle energie rinnovabili.
L’innovazione CityU apre la strada alla commercializzazione delle celle solari alla perovskite, avvicinandoci a un futuro efficiente dal punto di vista energetico alimentato da fonti sostenibili.
“Le implicazioni di questa ricerca sono di vasta portata e le sue potenziali applicazioni potrebbero rivoluzionare l’industria dell’energia solare”, ha affermato il professor Zhu Zonglong del Dipartimento di Chimica della CityU, che ha collaborato con il professor Li Zhong’an dell’Università di Scienza e Tecnologia di Huazhong. .
Nuovo approccio
Le celle solari in perovskite rappresentano una frontiera promettente nel panorama dell’energia solare, note per la loro impressionante efficienza di conversione dell’energia. Presentano però uno svantaggio significativo: l’instabilità termica, ovvero tendono a non funzionare bene se esposti a temperature elevate.
Il team di CityU ha progettato un tipo unico di monostrato autoassemblato, o SAM in breve, e lo ha ancorato su una superficie di ossido di nichel come strato di estrazione della carica.
“Il nostro approccio ha migliorato notevolmente la robustezza termica delle celle”, ha affermato il professor Zhu, aggiungendo che la stabilità termica rappresenta un ostacolo significativo alla diffusione commerciale delle celle solari alla perovskite.
“Introducendo uno strato di estrazione della carica termicamente robusto, le nostre celle migliorate mantengono oltre il 90% della loro efficienza, vantando un impressionante tasso di efficienza del 25,6%, anche dopo essere state utilizzate a temperature elevate, circa (65 gradi Celsius) per oltre 1.000 ore. Questo è un risultato fondamentale”, ha affermato il professor Zhu.
Alzare lo scudo termico
La motivazione di questa ricerca è nata da una sfida specifica nel settore dell’energia solare: l’instabilità termica delle celle solari in perovskite.
“Nonostante la loro elevata efficienza di conversione di potenza, queste celle solari sono come un’auto sportiva che funziona eccezionalmente bene quando fa freddo ma tende a surriscaldarsi e a sottoperformare in una giornata calda. Questo è stato un ostacolo significativo che ne ha impedito un uso diffuso”, ha affermato il professor Zhu.
Il team CityU si è concentrato sul monostrato autoassemblato (SAM), una parte essenziale di queste cellule, e lo ha immaginato come uno scudo sensibile al calore che necessitava di rinforzo.
“Abbiamo scoperto che l’esposizione alle alte temperature può causare la frattura dei legami chimici all’interno delle molecole SAM, con un impatto negativo sulle prestazioni del dispositivo. Quindi la nostra soluzione era simile all’aggiunta di un’armatura resistente al calore: uno strato di nanoparticelle di ossido di nichel, sormontato da un SAM, ottenuto attraverso l’integrazione di vari approcci sperimentali e calcoli teorici”, ha affermato il professor Zhu.
Per contrastare questo problema, il team CityU ha introdotto una soluzione innovativa: ancorare il SAM su una superficie di ossido di nichel intrinsecamente stabile, migliorando così l’energia legante del SAM sul substrato. Inoltre, hanno sintetizzato una loro nuova molecola SAM, creando una molecola innovativa che promuove un’estrazione di carica più efficiente nei dispositivi a base di perovskite.
Migliore efficienza a temperature più elevate
Il risultato principale della ricerca è la potenziale trasformazione del panorama energetico solare. Migliorando la stabilità termica delle celle solari in perovskite attraverso i SAM dal design innovativo, il team ha gettato le basi affinché queste celle funzionino in modo efficiente anche in condizioni di temperatura elevata.
“Questa svolta è fondamentale in quanto affronta un ostacolo importante che in precedenza impediva una più ampia adozione delle celle solari in perovskite. I nostri risultati potrebbero ampliare in modo significativo l’utilizzo di queste celle, spingendo i confini della loro applicazione verso ambienti e climi in cui le alte temperature erano un deterrente”, ha affermato il Professore. Zhu.
L’importanza di questi risultati non può essere sopravvalutata. Rafforzando la fattibilità commerciale delle celle solari alla perovskite, CityU non sta semplicemente introducendo un nuovo attore nel mercato delle energie rinnovabili, ma sta ponendo le basi per un potenziale punto di svolta che potrebbe svolgere un ruolo vitale nel passaggio globale verso la sostenibilità e l’efficienza energetica. fonti.
“Questa tecnologia, una volta completamente commercializzata, potrebbe contribuire a ridurre la nostra dipendenza dai combustibili fossili e contribuire in modo sostanziale a combattere la crisi climatica globale”, ha aggiunto.
Da un’altra testata giornalistica. news de www.sciencedaily.com