Ilaria Rosella Pagliaro Lo sviluppo dei pannelli tandem in perovskite promette efficienze record: aziende come Swift Solar e Oxford PV guidano la corsa per la loro commercializzazione, con la promessa di rivoluzionare l'energia solare
©EPFL
La competizione per introdurre sul mercato la nuova generazione di pannelli solari tandem in perovskite è in piena attività. Aziende leader come Swift Solar e Oxford PV stanno guidando lo sviluppo di queste tecnologie all’avanguardia. Le celle solari tandem in perovskite si distinguono per la loro elevata efficienza, superando il 33% in condizioni di laboratorio. Nonostante le sfide iniziali legate alla stabilità delle perovskiti, recenti progressi hanno significativamente migliorato questa aspetto.
Le aziende stanno investendo considerevoli risorse nelle linee di produzione pilota di questa tecnologia. Oxford PV, ad esempio, prevede di lanciare sul mercato i primi moduli tandem in perovskite con un’efficienza del 28,6% entro quest’anno. Parallelamente, la società coreana Hanwha Q Cells sta investendo 100 milioni di dollari in una linea pilota dedicata. Questi sviluppi rappresentano un passo fondamentale nella lotta contro il cambiamento climatico, proponendo soluzioni più efficienti e convenienti per la produzione di energia solare.
Le aziende sono convinte che il successo delle perovskiti dipenderà dall’integrazione con tecnologie solari già affermate, aumentando così la stabilità e la fiducia nel mercato. Barry Rand, professore di ingegneria elettrica e informatica all’Università di Princeton, sottolinea che l’ingresso principale delle perovskiti nel mercato sarà attraverso il silicio. Attualmente, oltre il 90% dei pannelli solari venduti globalmente sono in silicio cristallino, una tecnologia ben collaudata e conosciuta da progettisti e finanziatori.
L’aggiunta della perovskite a questi pannelli potrebbe offrire un vantaggio competitivo significativo nel settore. Jenny Chase, analista di energia solare presso BloombergNEF, afferma che un modulo solare più efficiente si tradurrebbe in maggiori profitti, grazie alla possibilità di produrlo a costi inferiori e venderlo a un prezzo premium per la sua alta efficienza.
Sfide e progressi
Nonostante le prospettive promettenti, le perovskiti, composte da alogenuri metallici con una struttura cristallina unica, devono superare sfide rilevanti come l’incremento della durabilità e la produzione su larga scala. Reagiscono infatti con l’ossigeno nell’aria e possono degradarsi se esposte alla luce, un problema significativo per un prodotto solare.
Un team di ricercatori della Scuola di Ingegneria Energetica e Chimica dell’UNIST, guidato dai professori Sung-Yeon Jang, Jungki Ryu e Ji-Wook Jang, in collaborazione con il professor Sang Kyu Kwak dell’Università della Corea, ha fatto importanti progressi nella stabilità ed efficienza delle celle solari in perovskite. Il loro lavoro pionieristico non solo favorisce la commercializzazione delle celle solari alla perovskite (PSC), ma apre anche possibilità nella produzione di idrogeno verde.
Le PSC sono interessanti per la loro ridotta tossicità e la grande capacità di assorbimento della luce. Per superare le sfide legate alla presenza di posti vacanti ionici intrinseci nelle perovskiti, il gruppo di ricerca ha sviluppato un interstrato catodico chimicamente protettivo con perilene diimmide funzionalizzato con ammina (PDINN). Questo nuovo strato ha dimostrato di stabilizzare efficacemente i dispositivi fotovoltaici e fotoelettrochimici basati su perovskiti.
I risultati sono impressionanti: il dispositivo fotovoltaico ha raggiunto un’efficienza del 23,21%, mantenendo oltre l’81% dell’efficienza dopo 750 ore a 60 °C e oltre il 90% dopo 3100 ore a temperatura ambiente. Inoltre, i dispositivi PEC hanno mostrato un tasso di produzione di idrogeno solare senza precedenti. L’obiettivo è trasformare l’energia luminosa in elettrica e sviluppare metodi ecologici per produrre sostanze chimiche essenziali, come l’idrogeno.
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Fonte: UNIST
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