Un nuovo tandem di celle solari, frutto della collaborazione tra i team dell’Università di Potsdam e dell’Accademia Cinese delle Scienze, ha recentemente raggiunto un’efficienza del 25,7%, aprendo la strada a un nuovo standard nella tecnologia solare. Questo risultato rappresenta un passo significativo verso l’obiettivo di migliorare l’efficienza delle celle solari per ridurre la dipendenza dai combustibili fossili, un obiettivo centrale nella ricerca in questo settore.
La combinazione di materiali che assorbono selettivamente diverse lunghezze d’onda della luce solare è una strategia consolidata per massimizzare l’utilizzo dell’energia solare e aumentare l’efficienza complessiva delle celle fotovoltaiche. Attualmente, le parti che assorbono meglio della luce solare sono realizzate principalmente con materiali tradizionali come il silicio o il CIGS (seleniuro di gallio, indio e rame). Tuttavia, questi materiali richiedono processi di lavorazione ad alte temperature, che comportano un’impronta di carbonio relativamente elevata.
Per superare queste limitazioni, un team di ricercatori dell’Università di Potsdam e dell’Accademia Cinese delle Scienze ha sviluppato un tandem di celle solari che combina perovskite e celle solari organiche, entrambe processate a basse temperature con un’impronta di carbonio ridotta. Questa innovativa combinazione ha permesso di raggiungere un’efficienza record del 25,7%.
Il team di ricerca, composto dal fisico Dr. Felix Lang dell’Università di Potsdam, Prof. Lei Meng e Prof. Yongfang Li dell’Accademia Cinese delle Scienze di Pechino, ha recentemente pubblicato i dettagli del loro lavoro su Nature. Lang ha sottolineato la sfida affrontata nel raggiungere un livello così elevato di efficienza, spiegando che è stato possibile grazie alla combinazione di due importanti scoperte.
In primo luogo, Meng e Li hanno sviluppato una nuova cella solare organica in grado di assorbire le lunghezze d’onda rosse e infrarosse, estendendo così la sua capacità di assorbimento nell’infrarosso. Tuttavia, i tandem di celle solari erano limitati dalle perdite di efficienza dello strato di perovskite, che mostrava una maggiore inefficienza quando regolato per assorbire solo le parti blu e verdi dello spettro solare.
Per risolvere questo problema, il team ha introdotto uno strato di passivazione innovativo applicato alla perovskite, riducendo i difetti del materiale e migliorando le prestazioni complessive della cella solare. Questo approccio ha dimostrato di essere fondamentale per il raggiungimento dell’efficienza del 25,7% e potrebbe aprire nuove prospettive nel campo delle tecnologie solari.
Il lavoro dei ricercatori è stato documentato nello studio intitolato “Isomeric diammonium passivation for perovskite organic tandem solar cells” pubblicato su Nature il 14 ottobre 2024, e rappresenta un importante contributo alla ricerca nel settore delle energie rinnovabili.
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