Rinnovabili

Fotovoltaico in perovskite: più efficiente e economico

4 maggio 2022

 

Dalle potenzialità sempre più promettenti e con un mercato in espansione: il fotovoltaico in perovskite, con un solo decennio di ricerca alle spalle, rappresenta una delle innovazioni più efficaci e funzionali nell’ambito delle energie green.

 

La perovskite è un minerale di biossido di titanio di calcio, dotato di una struttura cristallina molto particolare e complessa che lo rende un ottimo conduttore, caratteristica prioritaria e importante nel campo delle energie rinnovabili. Sebbene attualmente la cella fotovoltaica più diffusa sia quella costruita in materiale cristallino e dotata di materiale semiconduttore (solitamente silicio), la ricerca tecnologica guarda al futuro per capire come ottimizzare la produzione di energia rinnovabili. Correlato a questo obiettivo, entra in gioco la perovskite: più efficiente e conveniente nella costruzione di tecnologie green. 

 

 

Come funziona un pannello fotovoltaico in perovskite

La produzione di energia elettrica in un impianto fotovoltaico avviene attraverso la diretta esposizione ai raggi solari che stimola l’eccitazione degli elettroni all’interno delle celle fotovoltaiche che lo costituiscono. Il processo fisico che si verifica è quello dell’eccitazione degli elettroni, ovvero l’incremento della loro energia che genera la corrente elettrica continua. 

 

Il fotovoltaico in perovskite segue gli stessi principi, ma ha un maggior numero di vantaggi rispetto ai materiali impiegati sinora nell’elaborazione di pannelli solari. 

La sua composizione chimica, infatti, consente una maggiore capacità di assorbire la luce: le cariche elettriche generate dall’assorbimento della luce catturata viaggiano all'interno del pannello fonoassorbente per distanza maggiori, con un tempo di  permanenza della carica elettrica più elevato. Un processo più potente rispetto a quello che si verifica con il silicio e che, di conseguenza, permette più accumulo di energia. Inoltre, mentre i pannelli solari in silicio hanno uno spessore di circa 180 micrometri, le celle solari in perovskite hanno uno spessore di meno di un micrometro: questo è possibile perché le celle in perovskite possono essere realizzate spargendo il pigmento su una lamina di vetro o metallo, utilizzando pochi altri strati di materiali capaci di facilitare il movimento degli elettroni attraverso la cella. Più agevoli e funzionali. 

 

Il fotovoltaico in perovskite ha un maggior numero

di vantaggi rispetto ai materiali impiegati sinora

nell’elaborazione di pannelli solari. La sua

composizione chimica, infatti, consente una

maggiore capacità di assorbire la luce.

Il fotovoltaico in perovskite conviene? 

Sebbene la perovskite rappresenti un potenziale innovativo nel campo delle rinnovabili, per sfruttarne al meglio i vantaggi è necessario lavorare su alcuni aspetti messi in evidenza dalla ricerca scientifica:

 

  • Efficienza di conversione di potenza: per diffondere su larga scala le celle solari di perovskite, occorre ottenere a riguardo stabilità e dimensionamento. 
 
  • Stabilità e degradazione: le celle solari in perovskite hanno dimostrato efficienze competitive con un potenziale per prestazioni più elevate, ma la loro stabilità è piuttosto limitata rispetto a quella delle principali tecnologie fotovoltaiche
 
  • Producibilità: è necessario aumentare l’estrazione del minerale per consentire la produzione di celle solari di perovskite. Rendere i processi scalabili e riproducibili potrebbe aumentare la produzione e consentire ai moduli fotovoltaici di perovskite di soddisfare e potenzialmente superare gli obiettivi di costo dell'elettricità. 
 
  • Convalida tecnologica e finanziabilità: la convalida e la verifica delle prestazioni sono essenziali per la commercializzazione delle tecnologie di perovskite. La variabilità nei protocolli di test e i dati sul campo minimi hanno limitato la capacità di confrontare le prestazioni tra i dispositivi di perovskite e di sviluppare maggio fiducia nel comportamento operativo.

 

Lavorando su questi obiettivi simultaneamente, le tecnologie che utilizzano la perovskite potrebbero incrementare ulteriormente il loro mercato a aprire nuove prospettive nella produzione di energia rinnovabili: la sfida è aperta.

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