Il pannello fotovoltaico è composto da celle fotovoltaiche, dispositivi elettrici capaci di convertire l’energia solare in energia elettrica tramite l’effetto fotovoltaico.
La cella fotovoltaica (anche detta cella solare) più diffusa è quella costruita in materiale cristallino contenente una sottile fetta di materiale semiconduttore, di solito il silicio. Ma già da un po’ si sta guardando al futuro per capire come ridurre ulteriormente i costi: e qui entra in gioco la perovskite.
La perovskite è un minerale di biossido di titanio di calcio. Il minerale è stato scoperto nel 1839 da Gustav Rose sui Monti Urali in Russia e prende il nome dal mineralogista russo Lev Perovski. Questo materiale ha una struttura cristallina molto particolare ed è un ottimo conduttore, caratteristica sfruttabile nel campo delle energie rinnovabili.
Secondo gli studi scientifici condotti da Annamaria Petrozza, ricercatrice presso il “Center for Nano Science and Technology” (Cnst) dell'Istituto Italiano di Tecnologia (Iit) di Milano, ed Henry Snaith, ricercatore dell'Università di Oxford, con questo materiale si riescono a creare celle solari ibride con un rendimento superiore del 15% rispetto a quello attuale. Con la perovskite si entra dunque in un fotovoltaico di nuova generazione.
Le attuali celle fotovoltaiche in silicio hanno alti costi di produzione e un complesso processo di lavorazione per la costruzione di pannelli fotovoltaici. Questi costi si riducono notevolmente con la perovskite, i cui materiali attivi sono disponibili in abbondanza e che è più semplice da lavorare. Inoltre la perovskite reagisce a diverse lunghezze d’onda della luce, e questo permette di convertire più energia solare in elettricità.
La perovskite è flessibile e semi-trasparente: questo è estremamente interessante anche in vista di applicazioni del fotovoltaico sulle facciate degli edifici, come discusso nell’articolo “Il futuro del fotovoltaico? Direttamente sulla facciata dell’edificio”.
Numerosi ricercatori sono concentrati sulle celle fotovoltaiche in perovskite. Alcuni centri di ricerca, come il Lawrence Berkeley National Laboratory (LBNL) che sta lavorando insieme all’Università di Berkeley (California), dimostrano una concreta efficienza operativa: secondo il LBNL, questa è addirittura pari al 21,7%.
Si pensa che la perovskite possa addirittura mettere fuori dai giochi il silicio: l’efficienza delle celle solari di dispositivi che usano la perovskite è cresciuta dal 3,8% del 2009 al 22,1% dei primi mesi del 2016. Ciò fa della perovskite la scoperta in ambito delle energie rinnovabili di più veloce avanzamento.
Restano da chiarire alcuni dubbi, come ad esempio l’effettiva durata delle celle solari in perovskite, il grado di deterioramento in situazioni di umidità e la presenza nella celle di perovskite di sostanze tossiche come il PBI e il piombo.
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