mercoledì 12 ottobre 2016
Innovazione made in Italy: Torino, Genova e Milano studiano il solare a perovskite
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È un materiale ibrido, organico e inorganico, in grado di assorbire l’intero spettro solare e di trasportare la carica elettrica con efficienza elevatissima. Si chiama perovskite e, anche se il suo nome in Italia risulta sconosciuto ai più, rappresenta l’ultima frontiera nel campo del fotovoltaico di nuova generazione. Un lavoro di ricerca sperimentale, condotto dal Politecnico di Torino insieme all’École Polytechnique Fédérale de Lausanne, al Politecnico di Milano e all’Istituto Italiano di Tecnologia di Genova, è stato pubblicato qualche giorno fa su Science, una delle più prestigiose riviste internazionali di divulgazione scientifica. Da tempo, i più importanti atenei e centri di ricerca mondiali stanno investendo sullo sviluppo di celle solari a perovskite e l’efficienza di conversione della luce solare attraverso questa tecnologia è più che quintuplicata (dal 4 al 22%) negli ultimi sei anni. L’unico problema è che le celle di tale materiale, quando sono esposte alla luce ultravioletta (presente al 5% nello spettro solare) e all’umidità atmosferica, perdono gran parte dell’efficienza che le contraddistingue. Di fatto, pioggia e sole rovinerebbero irrimediabilmente e nel giro di poco tempo anche i migliori pannelli solari. Il lavoro del Politecnico di Torino era indirizzato a risolvere questo problema. I ricercatori hanno ideato e proposto un rivestimento realizzato in un materiale polimerico innovativo in grado di contrastare efficacemente l’invecchiamento delle celle solari a perovskite: «Il rivestimento fluorurato di spessore micrometrico – dicono i responsabili del progetto – diventa un’efficace barriera contro l’umidità e garantisce caratteristiche autopulenti ai pannelli solari quando esposti agli agenti atmosferici». Per l’effettiva commercializzazione è poi essenziale anche l’aspetto economico. Le celle fotovoltaiche a perovskite possono essere fabbricate con tecnologie semplici e veloci e sono dunque interessanti per la produzione industriale. Anche la barriera ideata dai ricercatori non è affatto costosa: il rivestimento è stato realizzato tramite fotopolimerizzazione, una tecnica estremamente rapida, economica e a basso impatto ambientale, usata comunemente per le otturazioni odontoiatriche e il fissaggio dello smalto sulle unghie. «Per contrastare l’invecchiamento dei materiali indotto dalla luce ultravioletta – spiegano ancora i ricercatori – il rivestimento polimerico è stato inoltre potenziato con molecole luminescenti in grado di convertire la luce ultravioletta presente nella radiazione solare in luce non dannosa per la cella».  L’innovativa tecnologia è stata assemblata e testata in condizioni di invecchiamento accelerato per oltre un anno in diversi laboratori, tra i quali quelli  dell’École Polytechnique Fédérale de Lausanne in cui ha operato Juan-Pablo Correa-Baena, sotto la supervisione dei professori Michael Grätzel e Anders Hagfeldt, luminari nel campo del fotovoltaico di nuova generazione. I risultati del lavoro sono incoraggianti: con efficienze prossime al 19% ed un’eccezionale stabilità anche in condizioni estreme, si confermano importanti prospettive per la conversione dell’energia solare. È ormai concretamente ipotizzabile un’applicazione su larga scala entro il 2020: la perovskite potrà competere efficacemente con i classici pannelli al silicio in ambito edilizio, ma anche essere accoppiata al silicio stesso in dispositivi tandem ad elevatissime prestazioni.
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