Nuova ricerca: miglioramento ed efficacia dei materiali economici per celle solari in perovskite

RomeScienziati dell'Università di Tsukuba hanno esaminato materiali a basso costo impiegati nelle celle solari perovskite utilizzando una tecnica chiamata risonanza di spin elettronico (ESR). Grazie a questo metodo, hanno identificato cause fondamentali delle limitate prestazioni di queste celle solari. Sebbene siano in grado di trasportare cariche rapidamente in alcune zone, la loro efficienza è compromessa da processi interni.

Le celle solari in perovskite sono considerate una tecnologia solare promettente per il futuro grazie alla loro eccellente capacità di convertire la luce in elettricità. Questo studio si concentra sulla ricerca di un'alternativa più economica e semplice rispetto a spiro-OMeTAD, un materiale di trasporto dei buchi, che risulta costoso e complesso da produrre. Gli scienziati hanno sviluppato un nuovo materiale chiamato HND-2NOMe, caratterizzato da una struttura molecolare piana che facilita il movimento efficiente delle cariche. Tuttavia, le celle solari che utilizzano HND-2NOMe mostrano ancora alcuni problemi di prestazioni, in particolare una ridotta produzione di corrente.

L'indagine ha rivelato interessanti spunti:

• Un ostacolo energetico si forma all'interfaccia perovskite/HND-2NOMe in assenza di illuminazione.
• Questo ostacolo limita il flusso delle lacune, riducendo le prestazioni.
• Nonostante ciò, le celle mostrano una minore accumulazione di lacune quando sono esposte alla luce, migliorando la loro stabilità.

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Legame tra costi dei materiali e efficienza delle celle solari

Lo studio evidenzia come i costi dei materiali e l'efficienza delle celle solari siano correlati. In assenza di luce, si forma una barriera energetica, suggerendo la necessità di migliorare il collegamento tra questi materiali per un funzionamento ottimale. Inoltre, è interessante notare che l'accumulo di cariche positive è inferiore quando le celle sono esposte alla luce, il che potrebbe risultare in una maggiore durata delle celle solari, fattore cruciale per la commercializzazione.

Comprendendo i limiti fondamentali dei materiali impiegati, i ricercatori possono determinare quali modifiche sono necessarie per migliorare le celle solari a perovskite. Applicare questa conoscenza al processo di produzione potrebbe contribuire a mantenerle efficienti riducendo i costi di fabbricazione. Man mano che la ricerca avanza, è essenziale individuare e risolvere eventuali problemi che ostacolano il buon funzionamento di queste celle. Questo renderà le celle a perovskite un'opzione energetica più sostenibile a livello globale. I progressi in questo campo potrebbero abbassare i costi dell'energia rinnovabile, incoraggiando più paesi ad adottare pratiche sostenibili.