I materiali di perovskite sono tipicamente composti da componenti organici e inorganici. Questa combinazione unica si traduce in eccellenti proprietà optoelettroniche, come elevato coefficiente di assorbimento, lunga lunghezza di diffusione della portante e bandgap sintonizzabile. Queste proprietà rendono le perovskiti materiali ideali per le applicazioni delle celle solari.
Le celle solari in perovskite funzionano secondo il principio dell'effetto fotovoltaico. Quando la luce solare colpisce lo strato di perovskite, i fotoni vengono assorbiti, generando portatori di carica mobili (elettroni e lacune). Questi portatori di carica vengono quindi raccolti dagli strati di trasporto degli elettroni e delle lacune, creando una corrente elettrica.
Le celle solari in perovskite offrono numerosi vantaggi rispetto alle tradizionali celle solari a base di silicio. Sono leggeri, flessibili e possono essere lavorati a basse temperature, il che li rende facili da produrre. Inoltre, i materiali utilizzati nei PSC sono abbondanti e a basso costo, il che riduce ulteriormente i costi di produzione.
Sebbene le PSC abbiano mostrato un grande potenziale in termini di efficienza ed efficacia in termini di costi, i loro problemi di stabilità ne hanno limitato la commercializzazione. I materiali in perovskite sono sensibili all'ossigeno, all'umidità e al calore, il che può portare al degrado e alla perdita di prestazioni nel tempo. I ricercatori stanno esplorando attivamente varie strategie per migliorare la stabilità delle PSC, come tecniche di incapsulamento, doping e ingegneria interfacciale.
Un altro aspetto importante della conversione e dello stoccaggio dell’energia solare è lo sviluppo di efficienti sistemi di stoccaggio dell’energia. Attualmente, le batterie agli ioni di litio sono la tecnologia dominante per lo stoccaggio di energia su larga scala. Tuttavia, presentano limitazioni in termini di densità energetica, durata del ciclo e sicurezza.
I materiali di perovskite sono stati studiati anche per il loro potenziale nelle applicazioni di accumulo di energia. Presentano un'elevata densità di energia e possono essere utilizzati in diversi tipi di batterie, comprese celle solari, batterie metallo-aria e batterie allo stato solido. Tuttavia, la commercializzazione delle batterie alla perovskite è ancora nelle fasi iniziali e sono necessarie ulteriori ricerche per migliorarne le prestazioni e la durata.
La combinazione di celle solari in perovskite ad alta efficienza e efficienti sistemi di stoccaggio dell’energia rappresenta un approccio promettente per lo sviluppo di sistemi integrati di conversione e stoccaggio dell’energia solare. Tali sistemi potrebbero consentire la cattura e lo stoccaggio efficienti dell’energia solare, fornendo una fonte affidabile e sostenibile di energia rinnovabile.
