1. Bandgap ottimale: I materiali di perovskite hanno un bandgap regolabile, che consente l'assorbimento efficiente della luce solare. Il bandgap delle perovskiti può essere controllato con precisione modificando la composizione del materiale, consentendo l’ottimizzazione dell’assorbimento della luce per diverse parti dello spettro solare. Questa possibilità di regolazione consente alle PSC di raggiungere un'elevata efficienza di raccolta della luce.
2. Coefficiente di assorbimento elevato: I materiali di perovskite possiedono un elevato coefficiente di assorbimento, il che significa che possono catturare e convertire efficacemente la luce in energia elettrica. Il forte assorbimento è attribuito alla natura diretta del gap di banda delle perovskiti, dove la transizione degli elettroni dalla banda di valenza alla banda di conduzione avviene direttamente senza coinvolgere stati intermedi. Questo elevato coefficiente di assorbimento contribuisce a un’efficiente generazione di carica all’interno dello strato di perovskite.
3. Lunghezze di diffusione del portante lunghe: I materiali di perovskite mostrano lunghe lunghezze di diffusione dei portatori, che sono cruciali per un trasporto e una raccolta efficienti della carica. Le lunghe lunghezze di diffusione consentono ai portatori di carica fotogenerati (elettroni e lacune) di viaggiare su distanze maggiori prima di ricombinarsi, aumentando la probabilità di raggiungere gli elettrodi di raccolta della carica. Ciò porta a ridotte perdite di ricombinazione e a una maggiore efficienza di raccolta dei portatori di carica.
4. Bassa densità di difetti: I materiali di perovskite possono essere trasformati in film sottili di alta qualità con basse densità di difetti. Difetti nello strato di perovskite possono agire come centri di ricombinazione, riducendo l’efficienza della cella solare. La bassa densità di difetti nelle PSC riduce al minimo i percorsi di ricombinazione non radiativa, consentendo una maggiore durata dei portatori di carica e migliori prestazioni del dispositivo.
5. Trasporto con addebito bilanciato: I materiali di perovskite mostrano proprietà di trasporto di carica bilanciate, il che significa che sia gli elettroni che le lacune possono muoversi liberamente all'interno del materiale. Questo trasporto bilanciato garantisce che i portatori di carica generati possano essere trasportati in modo efficiente ai rispettivi elettrodi senza perdite significative dovute alla ricombinazione di carica.
6. Ingegneria dell'interfaccia: Le celle solari alla perovskite comportano un'attenta progettazione delle interfacce tra i diversi strati (perovskite, strati di trasporto di carica, elettrodi) per ridurre al minimo le perdite di energia e migliorare l'estrazione della carica. Ottimizzando le interfacce, è possibile ottenere un'iniezione ed estrazione efficiente della carica e una ricombinazione ridotta, migliorando ulteriormente l'efficienza del dispositivo.
Combinando questi fattori, le celle solari in perovskite possono raggiungere elevate efficienze di conversione di potenza e offrire il potenziale per dispositivi fotovoltaici a basso costo e ad alte prestazioni. Tuttavia, vale la pena notare che le PSC devono ancora affrontare sfide legate alla stabilità e alle prestazioni a lungo termine, che vengono affrontate attivamente attraverso la ricerca continua e i progressi tecnologici.
