Gli scienziati dell’Università di Manchester hanno trovato un modo per accelerare l’adozione della tecnologia solare, aumentando la sicurezza ambientale delle celle solari in perovskite.
Le celle solari in perovskite hanno attirato l’interesse perché, a differenza delle celle solari al silicio, possono essere prodotte in serie attraverso l’elaborazione roll-to-roll (è un metodo di fabbricazione utilizzato nella produzione che incorpora, riveste, stampa o accoppia applicazioni variabili su un materiale di substrato laminato flessibile poiché tale materiale viene alimentato continuamente da un rullo all’altro).
Le celle solari in perovskite inoltre sono leggere e colorate, con la versatilità di essere utilizzate in ambienti non tradizionali come finestre e tetti sagomati. Tuttavia, fino ad ora, l’applicazione è stata influenzata da potenziali rischi ambientali. Le celle solari in perovskite contengono piombo, una tossina cumulativa, se vengono danneggiate, gli ioni di piombo potrebbero fuoriuscire.
Il professor Brian Saunders e il dottor David Lewis prendendo lezioni dalla natura, hanno escogitato un modo per eliminare il rilascio di piombo dalle celle solari rotte. Hanno pubblicato la loro ricerca nella rivista Chemical Communications. Utilizzando un minerale di ispirazione biologica chiamato idrossiapatite, uno dei principali costituenti dell’osso umano, hanno creato un sistema “Fail-safe” (è una caratteristica o pratica di progettazione che, in caso di un tipo specifico di guasto, risponde intrinsecamente in un modo che causerà danni minimi o nulli ad altre apparecchiature, all’ambiente o alle persone) che cattura gli ioni di piombo in una matrice inorganica: praticamente le tossine rilasciate dalle celle solari danneggiate, vengono immagazzinate in un minerale inerte, piuttosto che rilasciate nell’ambiente.
Il progetto finanziato dal Consiglio per la ricerca in ingegneria e scienze fisiche (EPSRC) ha scoperto che attraverso l’aggiunta di idrossiapatite, l’efficienza della cella solare in perovskite è aumentata a circa il 21%. Ciò si confronta con un’efficienza di circa il 18% per le celle di controllo senza idrossiapatite aggiunta. La maggiore efficienza nei pannelli solari significa che è possibile generare più energia a un costo inferiore.
Il team di ricerca dell’Università di Manchester spera che le celle portino avanti l’applicazione su larga scala della tecnologia delle celle solari a perovskite. Brian Saunders, professore di chimica dei polimeri e dei colloidi presso la Scuola dei Materiali dell’Università di Manchester, ha affermato:
«Fino ad ora, il componente principale delle celle solari in perovskite è stato un potenziale problema ambientale, se le celle solari vengono danneggiate, ad esempio dalla grandine, gli ioni potrebbero fuoriuscire. Creando un sistema di sicurezza nel dispositivo, abbiamo escogitato un modo per contenere ioni tossici nelle cellule di perovskite danneggiate. Attraverso l’aumento della sicurezza intrinseca delle celle solari in perovskite, speriamo che la nostra ricerca fornisca una mano per il più ampio sviluppo della tecnologia solare mentre ci sforziamo di raggiungere zero emissioni nette di CO2».
David Lewis, Vice Capo Dipartimento e Lettore in Chimica dei Materiali, in conclusione ha aggiunto:
«Abbiamo intrapreso questa ricerca poiché ci eravamo impegnati a eliminare un rischio ambientale, questo impegno ha portato a aumentare sia la sostenibilità sia l’efficienza delle celle solari in perovskite. Ci auguriamo che questi doppi risultati aumenteranno la possibilità per le case e le aziende, in tutto il mondo, di ospitare e utilizzare la tecnologia solare».