Celle solari al perovskite: il minerale dalle mille proprietà
Una recente sperimentazione nel campo del fotovoltaico è stata effettuata in accordo fra varie università e centri di ricerca e ha come oggetto un minerale, la perovskite. I vantaggi che ciò comporta sono numerosi, la sostituzione del piombo con lo stagno all'interno delle celle, la possibilità di creare pannelli anche trasparenti e una diminuzione dei costi di produzione.
A fronte dei lati positivi, la negatività sta nel fatto che questo genere di materiale ancora non assicura un'efficienza energetica sufficientemente alta.
Nel dettaglio, la ricerca è stata pubblicata sulla rivista scientifica Science e l'articolo porta il titolo di "Electron-Hole Diffusion Lengths Exceeding 1 Micrometer in an Organometal Trihalide Perovskite Absorber".
(Celle solari alla perovskite)
Per quanto riguarda i centri di ricerca all'interno dei quali la sperimentazione è stata portata avanti con enormi successi, compare anche l'Italia con il Center for Nano Science and Technology (CNST) dell'Istituto Italiano di Tecnologia (IIT) di Milano con a capo la dottoressa Annamaria Petrozza che ha lavorato a stretto contatto con Henry Snaith, uno dei più importanti ricercatori presso l'Università di Oxford. Numerose altre accortezze sono state messe appunto da altri istituti.
La perovskite dimostra essere, quindi, un importante elemento di ricerca nel settore del fotovoltaico e sta attirando molto l'attenzione degli studiosi. La perovskite è il nome che viene dato genericamente per indicare tutti quei cristalli dalla forma cubica che per deposizione naturale si trovano collocati nei Monti Urali, in Russia. Si tratta di un minerale e si presenta con una forma a cristalli singoli o a gruppi formatasi spontaneamente per gemmazione.
(Gemma di perovskite)
Esistono quattro gruppi principali di questo materiale ma la caratteristica comune sta nel fatto che essi posseggono una struttura cristallina interna che conferisce loro un gran numero di caratteristiche e proprietà. Infatti, Le perovskiti possiedono importanti proprietà ferroelettriche, piezoelettriche, magnetiche e magnetoelettriche, piroelettriche nonché optoelettroniche e di superconduzione. Alcune perovskiti contenenti cobalto o manganese possiedono importanti proprietà chimiche come catalizzatori sia nelle reazioni elettrochimiche di combustione.
Un minerale incredibile. Secondo le ricerche, questo materiale andrà a sostituire l'attuale silicio e si potrà trovare un giusto compromesso anche abbassando i prezzo, elemento attualmente determinante per la commercializzazione a più larga scala degli impianti fotovoltaici, specie ad uso domestico.
Henry Snaith ha dichiarato a questo proposito: "A condizione che la stabilità della tecnologia fotovoltaica a base di perovskiti possa essere migliorata si assisterà alla nascita di un concorrente per il silicio che porterà in ultima analisi alla produzione a basso costo di energia solare. Ciò demolirà il paradigma, in cui molti attualmente credono, per cui non si possano combinare i parametri di basso costo, lunga durata ed alte efficienze per i dispositivi fotovoltaici di nuova generazione atti a produrre energia solare".
(Esperimento per la produzione di pannelli solari alla perovskite)
Ulteriori sperimentazioni previste per il prossimo futuro, hanno come obbiettivo quello di alzare l'efficienza energetica dei pannelli in perovskite dal 16% ottenuto attualmente dal United States Department of Energy's National Renwable Energy Laboratory (NREL) fino al 28%, se non il 31%.
L'applicabilità della perovskite è stata studiata per pannelli fotovoltaici a film sottile all'Università di Tor Vergata in collaborazione con il CHOSE, Polo Solare Organico della Regione Lazio. Qui è stata messa a punto una particolare tecnica di stampa che permette l'inserimento del minerale allo stato liquido in diversi strati, in modo da aumentare l'efficienza tramite gli strati e diminuire i costi di produzione perché questo fluido verrà direttamente "spalmato" sul supporto.
