I ricercatori dell’EPFL migliorano l’efficienza delle celle solari con il rubidio
I ricercatori del Politecnico federale di Losanna (EPFL) hanno trovato un modo per ridurre la perdita di energia delle celle solari in perovskite e aumentarne l'efficienza. L'integrazione del rubidio utilizzando la tensione reticolare crea una struttura elettronica più stabile.
I ricercatori dell’EPFL hanno scoperto un metodo per ridurre la perdita di energia delle celle solari di perovskite, secondo un comunicato stampa. Le celle solari di perovskite si basano su semiconduttori con un ampio bandgap, ma spesso soffrono di separazione di fase, che causa un calo delle prestazioni nel tempo. L’integrazione del rubidio (Rb) ha lo scopo di stabilizzare il materiale semiconduttore e, allo stesso tempo, di migliorare l’efficienza energetica della cella solare. Utilizzando la tensione reticolare del film di perovskite, i ricercatori sono riusciti a garantire che gli ioni Rb siano fissati nel posto giusto.
I ricercatori guidati da Lukas Pfeifer e Likai Zheng del gruppo di Michael Grätzel all’EPFL hanno anche utilizzato il metodo di diffrazione a raggi X per verificare e analizzare questo effetto. Hanno scoperto che, oltre allo stress reticolare, l’introduzione di ioni cloruro contribuisce in modo decisivo alla stabilizzazione del materiale. Gli ioni cloruro equalizzano le differenze dimensionali tra gli elementi incorporati e quindi garantiscono una distribuzione ionica più uniforme. Il risultato è un materiale più uniforme, con meno difetti e una struttura elettronica più stabile.
La nuova composizione di perovskite ha raggiunto il 93,5 percento del suo limite teorico con una tensione a circuito aperto di 1,30 volt. Si tratta di una delle perdite di energia più basse mai misurate nei semiconduttori di perovskite. Una migliore resa quantica della fotoluminescenza indica anche una conversione più efficiente della luce solare in elettricità.
L’aumento dell’efficienza delle celle solari in perovskite potrebbe portare a moduli solari più efficienti e convenienti, riducendo così la dipendenza dai combustibili fossili. Le perovskiti potrebbero essere utilizzate anche per LED, sensori e altre applicazioni optoelettroniche. Le scoperte dell’EPFL potrebbero quindi accelerare la commercializzazione di queste tecnologie.