Il futuro dell’energia solare sta per diventare molto più resistente. Le celle solari in perovskite, da anni considerate il “Santo Graal” del fotovoltaico per la loro efficienza e i costi contenuti, hanno sempre avuto un tallone d’Achille: una scarsa tolleranza al caldo e all’umidità. Ma un gruppo di ricercatori del Korea Institute of Energy Research (KIER) potrebbe aver appena risolto questo problema, rendendo questa tecnologia finalmente pronta per il mercato.
Secondo lo studio pubblicato sulla rivista Advanced Science, il team sudcoreano ha sviluppato un processo catalitico innovativo che permette alle celle solari in perovskite (nella loro architettura standard) di sopravvivere in condizioni estreme. Parliamo di temperature di 85 C e un’umidità relativa dell’85%: un vero e proprio “damp-heat test” paragonabile all’atmosfera di una sauna.
Perché le celle solari si degradavano
Per capire l’importanza della scoperta, bisogna guardare sotto il cofano delle celle. Durante la fabbricazione standard (architettura n-i-p), vengono aggiunti sali di litio e altri additivi chimici per massimizzare l’efficienza nel trasporto di carica. Il problema è che questi additivi, nel tempo, tendono a evaporare nelle reali condizioni operative, lasciando dietro di sé dei veri e propri “buchi” tra gli strati della cella. Inoltre, con caldo e umidità elevati, gli ioni di litio si diffondono in modo incontrollato, distruggendo la durabilità del pannello.
Fino a oggi, i ricercatori erano bloccati in un apparente compromesso: mantenere gli additivi per avere alta efficienza, oppure rimuoverli per garantire una vita più lunga.
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La soluzione: un catalizzatore “acchiappa-litio”
Gli scienziati del KIER hanno risolto il dilemma utilizzando un processo catalitico a base di ossido di nichel. In pratica, i sali di litio vengono usati solo per innescare le reazioni chimiche necessarie durante la produzione. Successivamente, l’ossido di nichel cattura gli ioni di litio e il sale rimanente, permettendo di rimuoverli in blocco prima che possano causare danni. Il tutto senza l’uso di additivi.
I risultati sono strabilianti: le nuove celle hanno raggiunto un’efficienza di conversione del 25,24% (addirittura leggermente superiore ai metodi tradizionali) e, cosa ancora più importante, dopo 1.000 ore di test a caldo e umidità estremi, hanno mantenuto il 95% della loro efficienza iniziale.
La strada verso la commercializzazione
Questa scoperta non riguarda solo i pannelli tradizionali, ma apre le porte alla commercializzazione delle celle tandem (in cui la perovskite è accoppiata al silicio). Questa è la vera frontiera per superare i limiti fisici dei pannelli attuali. Grazie a questa nuova resistenza, le celle tandem in perovskite potranno finalmente essere prodotte su larga scala, garantendo pannelli solari più potenti, economici e, soprattutto, durevoli.
Per chi ha un tetto di casa, un orto o un giardino da alimentare con energia pulita, questa è un’ottima notizia: il sole sta per diventare una fonte di energia ancora più affidabile.
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