Le celle tandem di Silicio Perovskite, rivoluzione per il solare?

Articolo a cura di Enzo BARRESI

Nella prima parte dell’articolo ho introdotto la ricerca tenutasi nei laboratori di Oxford PV. I ricercatori hanno calcolato l’efficienza di due celle, impilate una sull’altra: quella in basso era del tipo a Silicio utilizzata nei pannelli solari standard, e in alto in Perovskite, un materiale con una struttura cristallina particolarmente adatto a trasformare la luce in elettricità. Le efficienze raggiunte, poi riconfermate in Colorado, superano il 28%. Continuiamo l’analisi della tecnologia.

Produzione dei moduli in Perovskite

I pannelli solari in Perovskite dovrebbero anche essere molto meno costosi da realizzare. La produzione dei pannelli in Silicio è un processo di fabbricazione in più fasi che comporta la raffinazione del Silicio a temperature elevate, l’aggiunta di altri materiali è la laminazione in un “wafer”, modellato con estrema precisione per creare una cella fotovoltaica. La Perovskite può essere prodotta a basse temperature, utilizzata in forma liquida per rivestire materiali flessibili come la plastica, consentendo un processo di produzione “roll-to-roll” simile alla stampa dei giornali.

Proprio un’altra startup, Energy Materials, sta cercando di utilizzare la produzione roll-to-roll. Con sede a Rochester (New York), essa utilizza apparecchiature cinematografiche originariamente costruite per la Kodak, per produrre in serie pannelli solari in Perovskite. “A pieno ritmo, il processo di produzione costerà la metà rispetto a quello di un pannello solare tradizionale, poiché il Silicio richiede impianti costosi e precisi”, afferma Thomas Tombs, Chief Technology Officer della compagnia. Poiché la Perovskite può essere flessibile, semitrasparente e leggera, potrebbe anche essere utilizzata laddove i pannelli solari pesanti e rigidi in Silicio non funzionerebbero, ovvero su finestre, tetti, superfici di forma irregolare o persino veicoli in movimento.

Durata della tecnologia

La domanda più frequente che circonda la tecnologia della Perovskite è sulla sua durata. I guadagni di efficienza non contano molto se il materiale dura solo pochi anni o addirittura mesi, e finora la Perovskite tende a degradarsi rapidamente quando esposta ai raggi UV e all’umidità, questo è un enorme problema per un materiale che ha bisogno di giacere sotto il sole per alcuni decenni. Se le aziende lanciano pannelli in Perovskite che finiscono per degradarsi troppo velocemente, ciò avrà una ricaduta sulla reputazione del materiale, anche qualora successivamente si riuscissero a sviluppare versioni più durature.

Per ora, il piano di mercato di Oxford PV, si basa sul fatto che la sua cella di Perovskite-Silicio possa funzionare in modo del tutto simile ad un pannello solare in Silicio standard, inserendo il sandwich di materiali in un involucro di vetro che lo aiuterà a durare più a lungo. Per arrivare a questo standard l’azienda ha dovuto lavorare duramente sul problema di stabilità del materiale stesso, utilizzando la modellazione computazionale per individuare la giusta composizione tra mezzo milione di possibilità. La ricetta ottenuta dalla società per la Perovskite è proprietaria, con grande soddisfazione e fiducia del CEO Frank Averdung, che afferma: “Abbiamo risolto il problema dell’affidabilità dopo un estenuante ricerca sul materiale, questo è il motivo per cui ora si può passare alla produzione“.