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I ricercatori sviluppano celle solari flessibili più economiche

I ricercatori sviluppano celle solari flessibili più economiche


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Le celle solari in perovskite stanno guadagnando attenzione ultimamente poiché la loro efficienza energetica inizia a raggiungere quella delle celle al silicio e con buone ragioni!

Queste celle sono semplici ed economiche da produrre e hanno un alto livello di flessibilità che si presterebbe a una varietà di applicazioni. Il problema, tuttavia, è stato farli durare per più di un paio di mesi.

Ora, i ricercatori del Georgia Institute of Technology, dell'Università della California di San Diego e del Massachusetts Institute of Technology potrebbero aver trovato una chiave per risolvere questa sfida.

"Le celle solari in perovskite offrono molti potenziali vantaggi perché sono estremamente leggere e possono essere realizzate con substrati di plastica flessibili", ha affermato Juan-Pablo Correa-Baena, assistente professore presso la Georgia Tech School of Materials Science and Engineering. "Per essere in grado di competere sul mercato con le celle solari a base di silicio, tuttavia, devono essere più efficienti".

Aggiunta di metalli alcalini

La nuova ricerca si è concentrata sul processo di aggiunta di metalli alcalini alle perovskiti per aumentare le prestazioni. "Sapevamo da un lavoro precedente che l'aggiunta di cesio e rubidio a una perovskite mista di bromo e iodio porta a una migliore stabilità e prestazioni più elevate", ha detto Correa-Baena.

Ciò che mancava era la conoscenza del perché l'aggiunta di quei metalli alcalini avesse quell'effetto sulle perovskiti. Quindi, i ricercatori hanno deciso di esaminare i perovskiti su scala nanometrica utilizzando la mappatura a raggi X ad alta intensità.

"Osservando la composizione all'interno del materiale perovskite, possiamo vedere come ogni singolo elemento gioca un ruolo nel migliorare le prestazioni del dispositivo", ha detto Yanqi (Grace) Luo, uno studente di dottorato in nanoingegneria presso l'UC San Diego.

Quello che hanno scoperto è che l'aggiunta di cesio e rubidio alla perovskite mista di bromo e iodio piombo rendeva il bromo e lo iodio mescolarsi in modo più omogeneo. Questo ha prodotto fino a 2 per cento maggiore efficienza di conversione.

Robusto nonostante le zone morte

Ma non era tutto. Ulteriori analisi hanno anche scoperto che le cellule di perovskite erano sorprendentemente robuste nonostante la presenza di "zone morte". Le zone morte sono causate quando i metalli alogenuri rimangono raggruppati risultando in alcune zone inattive dove non è possibile corrente.

"Questo è stato sorprendente", ha detto Fenning. "Avere queste zone morte in genere ucciderebbe una cella solare. In altri materiali, si comportano come buchi neri che aspirano elettroni da altre regioni e non li lasciano mai andare, quindi si perde corrente e tensione.

"Ma in questi perovskiti, abbiamo visto che le zone morte intorno al rubidio e al cesio non erano troppo dannose per le prestazioni delle celle solari, sebbene ci fosse una certa perdita di corrente", ha detto Fenning. "Questo dimostra quanto siano robusti questi materiali, ma anche che ci sono ancora più opportunità di miglioramento".

Sebbene la ricerca sia ancora nelle sue fasi iniziali, i risultati potrebbero un giorno portare a progressi che potrebbero vedere le cellule di perovskite diventare opzioni praticabili. E i ricercatori sono molto entusiasti delle applicazioni che queste cellule potrebbero avere e dei benefici ambientali che potrebbero produrre.

"Questi materiali promettono di essere molto convenienti e ad alte prestazioni, che è praticamente ciò di cui abbiamo bisogno per assicurarci che i pannelli fotovoltaici siano ampiamente utilizzati", ha detto Correa-Baena. "Vogliamo cercare di compensare i problemi del cambiamento climatico, quindi l'idea è di avere celle fotovoltaiche che siano il più economiche possibile".

Lo studio è stato pubblicato sulla rivistaScienza.


Guarda il video: Come Riconoscere un Pannello Solare Fotovoltaico di Qualità (Potrebbe 2022).


Commenti:

  1. Kasar

    Questa frase è semplicemente incomparabile;)

  2. Gilvarry

    Devi essere ottimista.

  3. Tole

    Già... Abbastanza discutibile, direi con l'autore...



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