FV da indossare? Uno studio del PoliMI su celle ultrasottili in perovskite

Le celle alla perovskite possono essere così sottili da rendere molto breve la distanza che gli elettroni percorrono con il massimo dell'energia. Ciò consente un'efficienza del 30% e una serie di utilizzi innovativi, quali l'integrazione del FV nelle tende e negli indumenti. Uno studio.

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Il solare del futuro sarà con celle alla perovskite?

Ce lo chiediamo da anni, pubblicando ricerche, analisi e risultati dai laboratori di tutto il mondo che si concentrano su questo materiale, un composto organico-inorganico che consente di realizzare celle mille volte più sottili di quelle al silicio, rendendole quindi molto flessibili – al punto da poter essere inserite in tende o indumenti e potenzialmente più efficienti.

Questa volta ad analizzare il materiale e le sue potenzialità sono il Politecnico di Milano insieme all’università di Cambridge, con uno studio pubblicato su Nature Communications.

I risultati dello studio in sintesi

Come sappiamo, quando la luce solare colpisce una cella fotovoltaica le particelle di luce (o fotoni), vengono convertite in elettroni. I ricercatori hanno misurato per quanto tempo gli elettroni prodotti mantengono i loro più alti livelli di energia (elettroni caldi) prima di scontrarsi e perderla.

Dopo che la luce è stata inizialmente assorbita dalla cella lo studio ha rivelato che gli eventi di collisione fra elettroni iniziano a verificarsi tra 10 e 100 milionesimi di miliardesimo di secondo (femtosecondi). Per massimizzare l’efficienza energetica, gli “elettroni caldi” devono essere raccolti entro questo brevissimo intervallo di tempo.

Ciò è reso possibile dalle celle di perovskite – spiega una nota di accompagnamento alla studio – perché sono talmente sottili che la distanza da percorrere per gli elettroni caldi è molto breve, portando il tasso di efficienza energetica al 30% (massima efficienza energetica che le celle solari possono realisticamente raggiungere).

Il metodo

I ricercatori si sono avvalsi del metodo sperimentale di spettroscopia ultrabreve, sviluppato presso CUSBO – la facility europea del Dipartimento di Fisica del Politecnico di Milano, parte del network Laserlab-Europe – dal team del Prof. Giulio Cerullo del Politecnico di Milano.

Il metodo – spiega una nota stampa – consiste nel simulare la luce solare illuminando con impulsi ultrabrevi di luce laser campioni di celle di perovskite di ioduro di piombo e nel misurare quanta luce viene assorbita dal campione da un impulso “sonda” ritardato nel tempo.

Una volta che gli elettroni si sono scontrati e rallentando hanno iniziato a occupare spazio nella cella campione, la quantità di luce assorbita sarà cambiata. Il tempo necessario perché cambi la luce assorbita dentro al campione di perovskite è stato utilizzato dai ricercatori per stabilire il tempo entro il quale si può estrarre gli elettroni ancora “caldi” e quindi ottenere la massima efficienza energetica dalla cella.

Link utili

Tutti gli articoli di QualEnergia.it sulla perovskite

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