Cosa rende la perovskite così fantastica?
La capacità delle celle solari in perovskite di assorbire la luce è fornita dal loro strato di assorbimento, che è costituito da un "ABX", dove "A" rappresenta tipicamente uno ione di un metallo cationico o monovalente e dove "B" è composto da Pb (piombo) o Sn (stagno). La "X" rappresenta il parametro atomico che ha un alogeno come ione. Poiché è possibile mescolare e abbinare queste parti, i ricercatori possono modificare il funzionamento del materiale per ottenere il risultato desiderato.Queste cellule sono diventate ampiamente conosciute in un breve periodo di tempo. Quando furono realizzate per la prima volta come celle solari nel 2009, erano efficaci solo per il 3,8%. Ma ora hanno raggiunto oltre il 27% in laboratorio. È come se queste celle facessero quello che le celle solari al silicio hanno compiuto in quarant'anni, solo che ce ne sono voluti solo dieci!
Vantaggi principali rispetto al silicio tradizionale
| Caratteristica | Celle solari alla perovskite | Celle di silicio tradizionali |
|---|---|---|
| Limite di efficienza teorica | >30% (single junction); >40% (tandem) | ~29.3% |
| Temperatura di produzione tipica | Processi in soluzione o vapore a bassa-temperatura (circa 100 gradi). | Processi ad alta-temperatura (oltre 1000 gradi). |
| Utilizzo e flessibilità dei materiali | Pellicole ultra-leggere e sottili; opzioni flessibili e semi-trasparenti | Wafer spessi, rigidi e opachi |
| Ambito di applicazione principale | Centrali elettriche, BIPV, elettronica indossabile, prodotti di consumo, veicoli | Principalmente centrali elettriche-su larga scala e sistemi su tetto |
Il percorso verso la commercializzazione: affrontare le sfide principali
Modifica del materiale:Miscelare ioni diversi per mantenere stabile la struttura cristallina che desideriamo.
Migliore protezione:Creazione di strati resistenti per proteggere la pellicola di perovskite dall'ambiente.
Superfici di fissaggio:Utilizzo di prodotti chimici per riparare i problemi sulle superfici del materiale, il che lo fa funzionare meglio e durare più a lungo.Altri problemi riguardano la produzione di grandi quantità senza perdere la qualità e la gestione del piombo, il che non è positivo per l'ambiente. Ecco perché alcuni ricercatori stanno valutando opzioni a base di stagno-che non siano tossiche.
L'avanguardia dell'innovazione: scoperte recenti
Le cose si stanno muovendo velocemente in questo campo. Ecco alcune interessanti novità dalla fine del 2025:
Migliori prestazioni e potenza duratura:Nel novembre 2025, alcune persone dell’Accademia cinese delle scienze hanno affermato di aver realizzato una cella solare con un’efficienza di circa il 27%. La cosa bella è che, dopo averlo illuminato ininterrottamente per oltre 1.500 ore, stava ancora andando forte a circa il 86% di come era iniziato. Questo è un grande passo avanti nel rendere queste cellule forti ed efficienti.
Realizzato per usi specifici:Alcuni scienziati hanno creato moduli di perovskite semi-trasparente da utilizzare negli edifici. Recentemente hanno raggiunto un'efficienza del 15,55% su un modulo da 100 cm² che lascia passare circa il 30% della luce visibile. Questo potrebbe essere un buon mix di potenza e ricerca di finestre e muri.
Il futuro: celle tandem e oltre
Le perovskiti potrebbero funzionare meglio con il silicio, non da sole. Una parte superiore in perovskite cattura la luce blu e una parte inferiore in silicio riceve la luce rossa in una cella tandem. Questa combinazione può aumentare la potenza oltre il 34%, il che è ottimo per l’industria del silicio.Queste celle solari possono realizzare pellicole flessibili per dispositivi o trasformare le facciate degli edifici in colorate fonti di energia. Stanno rendendo l'energia solare migliore e più facile da usare. Ha fatto molta strada dall’essere un progetto scientifico a una parte fondamentale dell’energia pulita.
