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30 Aprile 2019

Celle in perovskite più efficienti grazie alla caffeina

(Filippo Franchetto)

Un gruppo di scienziati ha scoperto che la caffeina può migliorare in modo significativo l'efficienza delle celle solari fotovoltaiche realizzate in perovskite.

La ricerca, realizzata da scienziati dell'Università della California (UCLA) in collaborazione con ricercatori dell'azienda cinese Solargiga Energy, è stata pubblicata lo scorso 25 aprile sulla rivista Joule. Da alcuni anni, la perovskite è considerata da numerosi specialisti come il materiale alternativo al silicio più promettente per la fabbricazione di pannelli solari fotovoltaici. Si tratta però di un materiale che pone ancora alcuni problemi in termini di efficienza e di stabilità a lungo termine delle celle.

L'idea di provare con la caffeina è nata quasi per caso, partendo dalla semplice constatazione che si tratta di un composto alcaloide contenente strutture molecolari che potrebbero interagire con i precursori dei materiali di perovskite (quelli che formano lo strato di raccolta della luce nelle celle). Hanno quindi aggiunto della caffeina allo strato di perovskite di quaranta celle solari e utilizzato la spettroscopia a infrarossi, che utilizza la radiazione infrarossa per identificare i composti chimici, per determinare se la caffeina si fosse saldata con successo con il materiale.

Gli scienziati hanno osservato che i gruppi carbonilici (un atomo di carbonio doppio legato ad uno di ossigeno) presenti nella caffeina interagiscono con gli ioni di piombo presenti nello strato, creando un "blocco molecolare". Questa interazione ha aumentato la quantità minima di energia richiesta per l'effetto fotovoltaico da parte del film di perovskite, aumentando l'efficienza delle celle solari dal 17% a oltre il 20%.

Una scoperta, insomma, che potrebbe rivelarsi decisiva per il futuro del fotovoltaico in perovskite, che già oggi si sta rivelando sempre più un'alternativa economica e di più facile realizzazione rispetto al silicio.






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