Nuova conferma sulle potenzialità delle pervoskiti ibride organiche-inorganiche, il materiale innovativo che potrebbe sostituire il silicio per la realizzazione di impianti fotovoltaici più efficienti, economici e duraturi.
Uno studio recentemente pubblicato sulla prestigiosa rivista Joule dimostra che, similmente a quanto accade nelle piante, la perovskite risponde alle sollecitazioni energetiche della luce solare con un meccanismo di auto-protezione, che permette di mitigare gli effetti degradativi della luce sul materiale. La ricerca è stata condotta da un team internazionale che comprende anche il gruppo di Materials Modeling e Simulations dellUniversità di Ferrara, guidato dal Professor Simone Meloni del Dipartimento di Scienze chimiche, farmaceutiche ed agrarie.
Fino a oggi si è creduto che la luce solare che incide sulle celle a perovskiti creasse difetti nella struttura cristallina del materiale fotoassorbente, la rimozione di uno o più atomi dalla loro posizione nel reticolo del cristallo. Si pensava che, a lungo termine, questi difetti portassero alla degradazione del materiale stesso, e quindi a un calo di efficienza. Un problema non di poco conto: non si può certo pensare di schermare il pannello fotovoltaico dalla luce solare, la sorgente di energia che deve essere trasformata in corrente elettrica per alimentare i nostri fabbisogni spiega Meloni.
Il nostro studio dimostra invece che, proprio come accade nelle piante, le celle a perovskite sono dotate di un meccanismo di auto-protezione: sfruttano la possibilità di creare difetti per mitigare gli effetti degradativi della luce solare, così possono continuare a funzionare controllando la loro efficienza in base all’intensità della luce.
È vero che lenergia solare in eccesso porta alla formazioni di difetti nella struttura molecolare del materiale. Tali difetti, però, non hanno un effetto negativo, anzi: prevengono laumento eccessivo della temperatura che porterebbe alla degradazione completa del materiale. La formazione dei difetti nella perovskite riduce lassorbimento della luce e il rilascio dellenergia in eccesso, e auto-limita la quantità dei difetti che si formano. Nei periodi di buio poi, ad esempio la notte, il materiale ricostituisce la sua struttura cristallina ordinaria, predisponendosi al successivo ciclo giorno/notte precisa il Professore.
In dieci anni di ricerca nel settore le perovskiti ibride organiche-inorganiche sono riuscite a sopravanzare materiali che erano stati studiati per più di un cinquantennio, grazie alla possibilità di utilizzarle per fabbricare celle ad alta efficienza con materiali e processi a basso costo.
Le celle fotovoltaiche basate sulle perovskiti sono capaci di convertire in corrente elettrica più di un quarto della luce solare che le colpisce, superando lefficienza delle tradizionali celle a silicio. Possono essere fabbricate con facilità e in maniera economica, al contrario delle celle al silicio che richiedono un processo lungo, laborioso ed energivoro sottolinea Meloni
Questa scoperta rappresenta un’assoluta novità e apre nuove vie per lintroduzione di una nuova tecnologia fotovoltaica che possa dare un reale contributo alla tanto desiderata transizione energetica e ridurre sensibilmente la dipendenza da combustibili fossili conclude il Professor Meloni.
