La perovskite è considerata da anni una delle tecnologie più promettenti per il futuro dell’energia solare. Questo materiale potrebbe infatti aumentare sensibilmente l’efficienza dei pannelli fotovoltaici, ma finora c’era un enorme problema: produrlo su larga scala era troppo complicato, lento e costoso.
Ora però qualcosa sembra essere cambiato. Un gruppo di ricercatori europei ha sviluppato una nuova tecnica che potrebbe finalmente rendere industriale la produzione delle celle solari tandem in perovskite e silicio, aprendo la strada a pannelli più potenti ed economici.
Lo studio, pubblicato su Nature Energy, è stato realizzato dal Karlsruhe Institute of Technology insieme all’Università di Valencia.
Perché la perovskite è così importante
Le celle tandem sono considerate il futuro del fotovoltaico perché combinano due materiali diversi per catturare più energia solare.
Il silicio continua a svolgere il ruolo principale, ma sopra viene aggiunto uno strato di perovskite capace di assorbire la luce ad alta energia che normalmente andrebbe persa. In questo modo il pannello riesce a trasformare una porzione maggiore della luce solare in elettricità.
Sulla carta, questa tecnologia permette di superare i limiti dei pannelli tradizionali e aumentare sensibilmente il rendimento energetico.
Il vero ostacolo era la produzione
Il problema non era l’efficienza in laboratorio, già molto elevata da anni, ma la difficoltà nel produrre questi strati sottilissimi in modo uniforme e veloce.
Le tecniche utilizzate fino a oggi erano troppo lente per un utilizzo industriale e rendevano la perovskite poco competitiva rispetto ai normali pannelli in silicio.
La nuova soluzione cambia approccio grazie a un sistema chiamato CSS, cioè Closed Space Sublimation. Si tratta di una tecnica sottovuoto che permette di depositare la perovskite direttamente sulla cella di silicio in tempi estremamente rapidi e senza l’utilizzo di solventi.
Celle più efficienti in appena 10 minuti
I risultati ottenuti sono particolarmente significativi per il settore fotovoltaico.
I ricercatori sono riusciti a realizzare celle tandem con un’efficienza del 24,3% utilizzando un processo che richiede appena 10 minuti. Inoltre, la velocità di deposizione risulta circa dieci volte superiore rispetto ai sistemi tradizionali.
Questo significa non solo produzione più rapida, ma anche minori costi industriali e meno sprechi di materiale.
Uno dei vantaggi più importanti riguarda anche la possibilità di riutilizzare parte dei materiali impiegati durante il processo produttivo, riducendo ulteriormente le spese di fabbricazione.
Risolto anche il problema del bromo
Per funzionare correttamente, la perovskite deve contenere bromo, un elemento fondamentale per ottenere le proprietà energetiche desiderate.
Fino a oggi, però, durante la lavorazione il bromo tendeva a evaporare, compromettendo la qualità finale delle celle solari.
Il team europeo è riuscito a superare anche questo limite sviluppando una particolare miscela chimica che consente di trattenere il bromo durante il processo di sublimazione.
Questo passaggio era considerato uno degli ostacoli principali per rendere davvero industriale la tecnologia.
Una tecnologia già pronta per i pannelli reali
L’altro aspetto decisivo riguarda la compatibilità con i pannelli fotovoltaici moderni.
Le superfici dei pannelli non sono perfettamente lisce: utilizzano infatti microstrutture progettate per catturare meglio la luce. Molte tecnologie sperimentali funzionano bene solo in laboratorio su superfici piatte, ma falliscono quando vengono applicate ai pannelli reali.
La nuova tecnica, invece, ha dimostrato di funzionare anche su superfici microstrutturate senza richiedere modifiche particolari al processo produttivo.
La perovskite ora può davvero arrivare sul mercato
Per anni la perovskite è stata vista come una tecnologia rivoluzionaria ma difficile da industrializzare. Questo nuovo risultato potrebbe però cambiare radicalmente la situazione.
Se il processo verrà confermato anche nelle future produzioni commerciali, i pannelli tandem potrebbero arrivare sul mercato molto prima del previsto, aumentando l’efficienza degli impianti solari e riducendo il costo dell’energia fotovoltaica.
La sensazione, oggi, è che la perovskite abbia finalmente superato il principale ostacolo che la separava dalla produzione di massa.
