La perovskite è sicuramente uno dei materiali più interessanti per il fotovoltaico e su cui si sta investendo molto negli ultimi anni. Come ogni innovazione necessita di continui miglioramenti, in questo caso al fine di migliorarne l’efficienza e di ridurne il degrado.
Un importante passo in avanti è stato compiuto dal Politecnico di Torino che, insieme all’École Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL), al Politecnico di Milano e all’Istituto Italiano di Tecnologia, ha pubblicato, sulle pagine della prestigiosa rivista Science, uno studio dal titolo “Improving efficiency and stability of perovskite solar cells with photocurable fluoropolymers”.
Rivestimento che aumenta l’efficienza e la durata delle celle
Il risultato dello studio è lo sviluppo di un rivestimento innovativo che modera i problemi delle celle solari a perovskite e apre le porte alla loro produzione industriale, possibile secondo i ricercatori al 2020.
La perovskite si è guadagnata popolarità grazie soprattutto alla capacità di assorbire l’intero spettro solare e di trasportare la carica elettrica con elevatissima efficienza. Dall’altro lato, però, le celle solari a perovskite sono soggette a notevoli perdite di efficienza quando esposte alla luce ultravioletta (presente al 5% nello spettro solare) e all’umidità atmosferica. Pioggia e sole, quindi, ne provocano il degrado e la completa perdita di funzionalità in pochissimo tempo, nei casi migliori dopo pochi giorni. Su questo aspetto si concentra quindi la ricerca pubblicata da Science, soprattutto se si considera che una delle principali applicazioni di questi dispositivi potrebbe essere quella a finestra nei nuovi edifici intelligenti.
Una barriera contro l’umidità con caratteristiche autopulenti
Il team di ricerca del Politecnico di Torino, capitanato da Federico Bella del DISAT - Dipartimento Scienza Applicata e Tecnologia, ha ideato e sviluppato un rivestimento fluorurato di spessore micrometrico - impercettibile, quindi, su un dispositivo poco più grande di un francobollo, come appunto una cella a perovskite - che funge da efficace barriera contro l’umidità e garantisce in più caratteristiche autopulenti ai pannelli solari quando esposti agli agenti atmosferici e in grado quindi di contrastarne l’invecchiamento.
Copertura polimerica potenziata con molecole luminescenti
Il rivestimento è stato realizzato tramite fotopolimerizzazione, una tecnica di polimerizzazione rapida, economica ed a basso impatto ambientale. Per contrastare l’invecchiamento dei materiali indotto dalla luce ultravioletta, 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 solare. Le celle solari sono state assemblate, caratterizzate e testate in diverse condizioni di invecchiamento accelerato per oltre un anno in diversi laboratori. I test ne hanno registrato un’efficienza di circa il 19% e una buona resistenza in condizioni estreme, che ne sancisce la durevolezza.
