Le perovskiti rappresentano una delle scoperte più promettenti nel campo dell’energia solare. Si tratta di semiconduttori con una speciale struttura cristallina che li rende ideali per l’utilizzo nelle tecnologie delle celle solari. Grazie alla loro elevata efficienza di conversione energetica e ai costi di produzione relativamente bassi, le perovskiti promettono di rivoluzionare il settore fotovoltaico. Le celle tandem Silicio-Perovskite: Una delle applicazioni più innovative delle perovskiti è rappresentata dalle celle solari tandem, che combinano strati di silicio e perovskite. Questa architettura consente di raggiungere efficienze di conversione più elevate e una maggiore potenza in uscita rispetto alle celle solari convenzionali basate esclusivamente sul silicio. A fine 2023, un gruppo di ricercatori dell’istituto tedesco Fraunhofer ISE ha pubblicato uno studio che ha segnato un importante passo avanti in questo settore. Il team ha dimostrato che una cella tandem silicio-perovskite, realizzata sperimentalmente con un’efficienza di conversione del 26,7%, può essere progressivamente migliorata e spinta attraverso metodi avanzati di caratterizzazione volti ad analizzare le perdite e identificare le opportunità di ottimizzazione, raggiungendo un’efficienza del 39,5%, definendo quindi il limite superiore per questa nuova tipologia di architettura. Integrazione con architetture esistenti: Un altro aspetto rilevante è la possibile integrazione di questa archiettura con le attuali tecnologie impiegate nelle celle in silicio, come HJT (Heterojunction), TOPcon (Tunnel Oxide Passivated Contact) e Back Contact Interdigitated (IBC). Queste tecnologie vengono attualmente adottate per la loro capacità di migliorare le prestazioni delle celle solari, nello specifico: Tecnologia TOPcon: grazie alla passivazione della superficie, che riduce le perdite di ricombinazione, la tecnolgia TOPcon migliora la stabilità delle celle tandem e ne aumenta l’efficienza complessiva. Tecnologia HJT: La combinazione di materiali amorfi e cristallini nella tecnologia HJT, unita alla capacità di sfruttare la banda larga della perovskite, comporterebbe un incremento dell'efficienza complessiva e una migliore gestione delle perdite di calore. Tecnologia IBC: l’integrazione della perovskite con l’architettura IBC consente una migliore gestione della luce e riduce le ombreggiature, aumentando il numero di fotoni assorbiti e quindi migliorando le prestazioni complessive. Quali sono i vantaggi? Le celle solari in perovskite offrono numerosi vantaggi che le rendono una tecnologia rivoluzionaria per il settore energetico: Elevata efficienza: Le celle tandem in perovskite possono raggiungere efficienze teoriche fino al 39,5%, superando di gran lunga il limite superiore del 29,4% delle celle in silicio convenzionale. Costi di produzione contenuti: queste celle possono essere prodotte attraverso metodi di fabbricazione a bassa energia e bassa temperatura, garantendo comunque efficienze superiori al 20% anche utilizzando materiali con un grado di purezza del 90%. Flessibilità e leggerezza: le celle solari in perovskite possono essere prodotte in forme flessibili e leggere, rendendole adatte a una vasta gamma di applicazioni, tra cui installazioni su superfici curve e materiali sottili Prestazioni in condizioni di bassa luce: anche in condizioni di illuminazione non ottimale, le celle in perovskite mantengono elevate prestazioni. Prospettive future: L’evoluzione delle celle tandem in silicio-perovskite è ancora in una fase sperimentale, ma i progressi registrati suggeriscono un futuro luminoso. Con ulteriori ottimizzazioni e l’adozione su larga scala, questa tecnologia potrebbe rivoluzionare il panorama della generazione di energia elettrica da fonte solare rispetto le attuali configurazioni presenti sul mercato, combinando innovazione, sostenibilità e prestazioni elevate in un'unica architettura.