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Un materiale potrebbe sbloccare i moduli solari in perovskite
Un gruppo guidato dalla Università di Nanchino, insieme a partner accademici e industriali, ha realizzato moduli fotovoltaici di grandi dimensioni trattando la superficie della perovskite con un materiale più stabile. Il sistema ha raggiunto efficienze certificate elevate su aree fino a 0,72 metri quadrati e ha superato i test internazionali di affidabilità. Il risultato affronta uno dei principali ostacoli che separano le celle sperimentali dai pannelli producibili su scala industriale.
Nelle celle solari, imperfezioni e legami incompleti sulla superficie possono intrappolare le cariche elettriche, riducendo l’energia estratta dalla luce. Per limitare queste perdite si usa la passivazione superficiale, una sorta di trattamento protettivo microscopico. Gli alogenuri di ammonio impiegati comunemente funzionano bene sui piccoli campioni, ma sono sensibili all’umidità e spesso richiedono lavorazioni in atmosfera inerte.
I ricercatori hanno sostituito questi composti con carbossilati di piombo chimicamente più stabili. La pellicola di perovskite è stata progettata affinché formasse naturalmente una superficie ricca di ioduro di formamidinio, poi trattata con dioleato di piombo. Una miscela di solventi ad alta pressione di vapore ha contribuito a controllare la formazione del materiale, mentre il trattamento ha migliorato sia la passivazione sia il trasporto dei portatori di carica.
Il processo è stato applicato mediante slot-die coating, una tecnica di deposizione compatibile con superfici estese e produzione continua. I moduli hanno raggiunto un’efficienza certificata del 24,0% su 810 cm² di area di apertura e del 22,0% su 0,72 m² considerando l’intera superficie. La distinzione è significativa: l’area totale comprende anche le zone non attive necessarie per collegamenti e struttura del modulo.
Il salto di scala è il punto in cui molti risultati sperimentali perdono parte delle prestazioni, un problema metodologico che richiama la nostra analisi sulle promesse poi ridimensionate del quantum computing. In questo caso, la possibilità di lavorare in condizioni ambientali e distribuire uniformemente il passivante avvicina il processo alle linee produttive, riducendo la dipendenza da camere inerti costose e difficili da integrare.
Per chi segue hardware e tecnologie energetiche, il dato più concreto è il superamento di tutti i test di affidabilità IEC 61215, lo standard usato per valutare la resistenza dei moduli fotovoltaici a sollecitazioni ambientali e meccaniche. Efficienza elevata, dimensioni realistiche e compatibilità produttiva devono infatti procedere insieme: una cella da record di pochi centimetri quadrati non basta per alimentare abitazioni, data center o impianti industriali.
Restano però passaggi decisivi. Nature ha pubblicato una versione non ancora editata del manoscritto, che potrebbe contenere errori destinati a essere corretti prima dell’edizione definitiva. Serviranno inoltre repliche indipendenti, dati pluriennali sul funzionamento all’aperto e valutazioni complete di costi, resa produttiva e riciclo. Il trattamento non elimina neppure la presenza di piombo nel fotovoltaico in perovskite, rendendo indispensabili incapsulamento e gestione sicura del fine vita.
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