Una cella fotovoltaica a perovskite con un’efficienza di conversione di potenza del 25%

I ricercatori della City University di Hong Kong (CityU) e dell’Imperial College London nel Regno Unito hanno collaborato per creare una nuova cella fotovoltaica a perovskite dall’efficienza record. Si tratta di un film a base di perovskite invertita connessa a un composto organometallico di ferrociti, ovvero ferrocenil-bis-tiofene-2-carbossilato (FcTc 2). E secondo gli sviluppatori la cella raggiunge un’efficienza di conversione di potenza del 25%. Un record!

Come anticipato in un altro articolo presente su Curiosauro, una nuova ricerca svoltasi a Hong Kong fornisce al mondo una strategia per migliorare sia l’efficienza che la stabilità delle celle fotovoltaiche perovskitiche. La svolta sta nell’uso di ferroceni. Che sono composti consistenti in due anelli ciclopentadienilici legati sui lati opposti di un atomo metallico centrale (ferro).

Efficienza di conversione di potenza da record: una cella che converte fino al 25% di energia solare

Proprio la struttura particolare del ferrocene può essere associata alla perovskite per aumentare la stabilità e la conduttività energetica delle celle fotovoltaiche organiche. I ferroceni sono composti riconosciuti per la prima volta e studiati dal premio Nobel Geoffrey Wilkinson. Si tratta di materiali molto promettenti dal punto di vista chimico, che negli ultimi tempi stanno rivelando enorme potenziale energetico come sostituti del silicio.

La cella solare sviluppata a Hong Kong presenta una struttura a perno, con un substrato di vetro e ossido di stagno drogato con fluoro (FTO), il tutto rivestito con una soluzione a base di poli(triaril)ammina (PTAA). Il PTAA è un eccellente conduttore e funziona bene anche come isolante materiale degli elettroni. In più la struttura presenta uno strato di perovskite e un film composto di ferrocene, uno strato tampone di batocuproina (BCP) e un elettrodo superiore a base di oro (Au).

Un record che punta a rendere la perovskite il materiale più conveniente da usare nel fotovoltaico

Secondo i ricercatori che hanno lavorato a questa nuova cella, il dispositivo rivela un’efficienza di conversione di potenza pari al 25%. Inoltre conserva il 98% della sua efficienza iniziale dopo aver funzionato a lungo, anche dopo aver toccato la massima potenza. La garanzia di funzionalità elevata supera le millecinquecento ore in condizioni di illuminazione standard. La soddisfazione è tanta, perché queste nuove celle fotovoltaiche organiche a base di perovskite rovesciata hanno superato ogni record precedente di efficienza. Siamo ben al di là dei risultati standard per il fotovoltaico a base di perovskite.

I risultati di questo studio sono stati pubblicati su Science . Con la cella solare a perovskite invertita così potente e affidabile, siamo davvero pronti a smarcarci dallo sfruttamento del silicio (un semiconduttore sempre più raro, inquinante e costoso). L’efficienza record del 25% (una conversione di potenza notevole sotto tutti i punti di vista) è un grande traguardo.