Celle a due strati: superati i record di rendimento con un eccezionale 31%

Le celle solari tandem di perovskite e silicio consentono di ottenere efficienze significativamente più elevate rispetto alle sole celle solari al silicio. Alla fine del 2021, i team dell’HZB (Helmholtz-Zentrum Berlin für Materialien und Energiehad) hanno presentato celle solari tandem in perovskite e silicio con un’efficienza vicina al 30%. Questo valore ha rappresentato un record mondiale per otto mesi, ma ora è stato superato. Nell’estate del 2022 un team svizzero dell‘EPFL di Losanna è riuscito a battere il record, raggiungendo il 31%, grazie all’applicazione delle nanotecnologie a questo nuovo tipo di celle a doppio strato. 

Nella rivista Nature Nanotechnology, gli scienziati hanno evidenziato come questo eccezionale  31%  sia stato raggiunto grazie alla strutturazione nanoottica e ai rivestimenti riflettenti.

La Prof.ssa Christiane Becker, che ha sviluppato la cella da record mondiale con il team guidato dal Dr. Bernd Stannowski (cella inferiore in silicio) e dal Prof. Dr. Steve Albrecht (cella superiore in perovskite), ha dichiarato: “Le nostre competenze si completano molto bene”. Il team di Becker ha introdotto una struttura nano-ottica nella cella tandem: una nanotessitura delicatamente ondulata sulla superficie del silicio. “La cosa più sorprendente è che questa struttura porta diversi vantaggi contemporaneamente: riduce le perdite di riflessione e garantisce una formazione più regolare del film di perovskite”, ha spiegato Becker.

Il valore di rendimento è elevatissimo, ma ora sorge una domanda d’obbligo: il processo può essere industrializzato, cioè riprodotto su larga scala? Quale può essere il costo finale di una cella a due strati, quindi con cristalli di silicio e strato di piroskivite, prodotta su scala industriale? Il rendimento ne giustificherà il costo?

Il rendimento elevato permette di nutrire fiducia, ma la risposta definitiva ce la darà il passaggio da una fase, come l’attuale, di test a quella di produzione definitiva, per la quale ci vorranno mesi se non anni. Però non c’è motivo per non sperare di essere di fronte a un grosso passo avanti per l’energia solare.