(Phys.org) —Le celle solari tessili sono una fonte di energia ideale per i piccoli dispositivi elettronici incorporati nei vestiti. Nel diario Angewandte Chemie , Gli scienziati cinesi hanno ora introdotto nuove celle solari sotto forma di fibre che possono essere tessute in un tessuto. Il flessibile, le celle coassiali sono basate su un materiale di perovskite e nanotubi di carbonio; si distinguono per la loro eccellente efficienza di conversione energetica del 3,3% e il loro basso costo di produzione.
Il dilemma per le celle solari:o sono economiche e inefficienti, oppure hanno un'efficienza ragionevole e sono molto costosi. Una soluzione potrebbe venire da celle solari realizzate con materiali di perovskite, che sono meno costosi del silicio e non richiedono additivi costosi. Le perovskiti sono materiali con una speciale struttura cristallina simile a quella della perovskite, un titanato di calcio. Queste strutture sono spesso semiconduttori e assorbono la luce in modo relativamente efficiente. Più importante, possono spostare gli elettroni eccitati dalla luce per lunghe distanze all'interno del reticolo cristallino prima che ritornino al loro stato energetico fondamentale e assumano una posizione solida, una proprietà molto importante nelle celle solari.
Un team guidato da Hisheng Peng della Fudan University di Shanghai ha ora sviluppato celle solari in perovskite sotto forma di fibre flessibili che possono essere tessute in tessuti elettronici. Il loro processo di produzione è relativamente semplice ed economico perché utilizza un processo basato su soluzioni per costruire gli strati.
L'anodo è un sottile filo di acciaio inossidabile rivestito con uno strato compatto di biossido di titanio n-semiconduttore. Su di esso viene depositato uno strato di biossido di titanio nanocristallino poroso. Ciò fornisce un'ampia superficie per la successiva deposizione del materiale perovskite CH3NH3PbI3. Questo è seguito da uno strato fatto di uno speciale materiale organico. Infine uno strato trasparente di nanotubi di carbonio allineati viene continuamente avvolto su tutto il tutto per fungere da catodo. La fibra risultante è così fine e flessibile che può essere tessuta in tessuti.
Lo strato di perovskite assorbe la luce, che eccita gli elettroni e li libera, provocando una separazione di carica tra gli elettroni ei "buchi" formalmente carichi positivamente Gli elettroni entrano nella banda conduttrice dello strato di biossido di titanio compatto e si spostano verso l'anodo. I "buchi" vengono catturati dallo strato organico. L'ampia superficie e l'elevata conduttività elettrica del catodo di nanotubi di carbonio favoriscono la rapida conduzione delle cariche con elevate correnti fotoelettriche. La cella solare in fibra può raggiungere un'efficienza di conversione energetica del 3,3%, superiore a quello di tutte le precedenti celle solari in fibra coassiale realizzate con coloranti o polimeri.
