Fonte: imec-int.com
Imec, partner di EnergyVille, in collaborazione con l'Università di Cipro, ha dimostrato la stabilità all'aperto a lungo termine dei moduli solari in perovskite.
Minimoduli da 4 cm2, sviluppati presso imec/EnergyVille, sono stati valutati in modo completo nell'arco di due anni in condizioni reali a Cipro, con un notevole mantenimento dell'efficienza energetica del 78% dopo un anno, che gli attuali moduli solari in perovskite mantengono solo per settimane. Questi risultati promettenti sono tra i primi risultati reali ad affrontare i problemi di stabilità che attualmente ostacolano la commercializzazione delle celle solari in perovskite.
Nell’ultimo decennio, le perovskiti agli alogenuri metallici sono emerse come materiale promettente per le celle fotovoltaiche (PV) di prossima generazione, grazie alle loro proprietà ottiche ed elettroniche uniche. Con i progressi nei materiali e nell'ingegneria, queste celle hanno mostrato un rapido miglioramento della loro efficienza di conversione di potenza (PCE).
Tuttavia, le sfide legate alla stabilità rimangono l’ostacolo principale a un’adozione diffusa, poiché si degradano a causa dell’umidità, della luce e del calore. I test indoor standard in un ambiente controllato, che imita continuamente l’irradiazione solare, servono solo come proxy per le prestazioni nel mondo reale. Le condizioni ambientali, come la variazione di luce, temperatura e condizioni meteorologiche, influiscono sulle prestazioni delle celle. Nonostante ciò, solo una manciata di gruppi di ricerca hanno studiato le prestazioni all’aperto del fotovoltaico in perovskite, concentrandosi principalmente su piccole celle piuttosto che su moduli.
Negli ultimi due anni, imec ha condotto uno studio completo sulle prestazioni all'aperto dei propri moduli fotovoltaici in perovskite. Minimoduli da 4 cm2e sviluppati presso l'imo-imomec Hasselt University e imec/EnergyVille in Belgio, sono stati testati in collaborazione con l'Università di Cipro.
I moduli più durevoli hanno mantenuto il 78% del PCE iniziale dopo un anno all'aperto a Cipro. Ciò dimostra la loro promettente stabilità rispetto agli attuali moduli solari in perovskite, che mantengono tale efficienza all’aperto solo per settimane o mesi. Grazie all'allestimento esterno, è stato scoperto anche un modello coerente di degrado delle prestazioni durante il giorno e di recupero durante la notte. Inoltre, la ricchezza di dati ha consentito l’esplorazione con un modello di apprendimento automatico, che ha mostrato una forte correlazione con la potenza effettiva, evidenziandone il potenziale per le previsioni sulle prestazioni future.
"Questa ricerca rappresenta un importante progresso nella comprensione del degrado dei moduli solari in perovskite in condizioni reali. Con ulteriori miglioramenti dell'efficienza dei nostri mini-moduli, progettati pensando all'upscaling, questi risultati possono accelerare il percorso verso la commercializzazione di questa tecnologia promettente", ha affermatoTom Aernouts, Responsabile ricerca e sviluppo presso imec/UHasselt/EnergyVille.
Per ottenere informazioni più approfondite sul comportamento di degrado nelle diverse zone climatiche, i moduli saranno valutati anche nel clima piovoso di Bruxelles, nell’arido deserto del Nuovo Messico e nei climi moderati di Madrid e Friburgo.
I risultati sono descritti in modo completo nell’articolo “Cambiamenti giornalieri e analisi dell’apprendimento automatico dei moduli di perovskite basati su due anni di monitoraggio all’aperto”, che può essere trovato in ACS Energy Letters.
Questa ricerca è stata in parte finanziata dall'Unione Europea attraverso il progetto TESTARE (Grant ID: 101079488).
