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Celle solari ultra stabili a base di perovskite con adesivo protettivo

05.06.2023

Le celle solari al silicio possono aver avuto alcuni decenni di vantaggio, ma Perovsk sta rapidamente colmando il divario in soli 15 anni. Non solo la sua efficienza si avvicina a quella del silicio, ma è anche più economico, più leggero e più flessibile, ma ha un grosso svantaggio: la durata.

In caso di esposizione prolungata agli elementi, le perovskiti tendono a rompersi, il che a sua volta non va bene per i dispositivi progettati per essere esposti al sole tutto il giorno, tutti i giorni per decenni. Gli scienziati hanno sperimentato l'amplificazione aggiungendo molecole sfuse, additivi 2D, nanopunti di carbonio dai capelli o punti quantici, tra le altre cose. Ma il nuovo trattamento consente alle celle solari di perovskite di funzionare con un'efficienza del 99% dopo 1000 ore di utilizzo.

Il team ha utilizzato un nuovo adesivo per proteggere le perovskiti. Si chiama BondLynx ed è stato originariamente prodotto dalla società di materiali canadese XlynX per altri usi prima di essere testato su celle solari.

I problemi con le perovskiti iniziano quando i componenti organici nel materiale vengono attivati dal calore e dalla luce e possono scomparire, indebolendo la perovskite e danneggiando altri materiali nella cella solare. BondLynx è un agente di "reticolazione" che forma legami covalenti chimici con questi componenti organici, impedendo loro di allentarsi e riducendone l'efficacia.

Il team ha elaborato celle solari di perovskite con BondLynx e poi le ha esposte a un'esposizione prolungata al calore e alla luce per vedere quanto bene si comportavano rispetto alle celle solari non trattate. Le celle solari hanno iniziato con un'efficienza del 24% e hanno mantenuto un'efficienza di circa il 99% dopo 1000 ore di esposizione continua alla luce solare artificiale. In confronto, le celle solari non trattate hanno perso il 35% della loro efficienza iniziale nelle stesse condizioni nello stesso periodo di tempo.

Le celle solari sono state inoltre sottoposte a un'esposizione continua a 60°C (140°F) di calore per 600 ore. Il BondLynx trattato è riuscito a mantenere quasi il 98% della sua potenza durante questo periodo, mentre il gruppo di controllo ha perso il 27% della sua potenza.

Sebbene le prove risalgano a pochi mesi fa, il fatto che le cellule trattate abbiano perso a malapena la loro efficacia suggerisce che dovrebbero vivere molto più a lungo. Insieme a un altro rivestimento recente che si stima dia alle celle solari una durata di vita di 30 anni, questo nuovo audace sfidante potrebbe rattoppare il suo tallone d'Achille e presto sfidare il silicio per la supremazia solare.

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