Rivoluzione a Stoccarda: come le celle solari alla perovskite stanno plasmando il futuro energetico!

Rivoluzione a Stoccarda: come le celle solari alla perovskite stanno plasmando il futuro energetico!

Il dottor Afshan Jamshaid, un ricercatore post-dottorato del Pakistan, e Asfaw Assegde, un ricercatore dell'Etiopia, lavorano presso l'Istituto per il fotovoltaico (ipv) dell'Università di Stoccarda. Questo istituto è noto per il suo ruolo di primo piano nello sviluppo della tecnologia fotovoltaica. Assegde è specializzata nel miglioramento della stabilità delle celle solari in perovskite e nell'ingegneria della composizione e mira a sviluppare celle solari trasparenti inorganiche che fungeranno da finestre nelle case del futuro. È cresciuto in una zona senza elettricità e sa quanto preziosa possa essere l'energia solare, soprattutto nelle regioni con scarso accesso all'elettricità.

Assegde sottolinea inoltre l'importanza che la Germania offra strumenti e strutture scientifiche di alta qualità. Ha intenzione di tornare in Etiopia nel prossimo decennio per costruire un centro di ricerca sulle energie rinnovabili. Vuole anche fondare una start-up per mettere in pratica i risultati della sua ricerca. Stoccarda, nota per la sua combinazione di vita cittadina e natura, gli offre l'ispirazione di cui ha bisogno, anche grazie alla sua vicinanza alla Foresta Nera e alla disponibilità di cibo halal.

La tecnologia chiave: celle solari alla perovskite

Le celle solari in perovskite sono considerate una tecnologia chiave per la transizione energetica. Dal 2009, hanno aumentato la loro efficienza da appena il 3% a oltre il 31%, sottolineando il loro potenziale come soluzione sostenibile per l’energia solare. La loro unicità risiede nella struttura cristallina, che combina componenti organici e inorganici. Questa tecnologia consente un'elevata flessibilità e una composizione materiale versatile, che offre vantaggi decisivi rispetto alle celle solari tradizionali.

Il Dipartimento dell'Energia degli Stati Uniti (DOE) sostiene progetti di ricerca e sviluppo per aumentare l'efficienza e la durata delle celle solari alla perovskite agli alogenuri metallici. L’obiettivo è accelerare la commercializzazione di questa tecnologia e ridurre significativamente i costi di produzione. Le perovskiti rappresentano il principale materiale di assorbimento o “strato attivo” in queste celle solari, nel senso che assorbono la luce e quindi eccitano le particelle cariche che producono energia elettrica.

Confronto con le celle solari tradizionali

• Wirkungsgrad: Perowskit bis zu 25%, traditionelle etwa 15-20%
• Produktionskosten: Perowskit deutlich günstiger
• Flexibilität: Perowskit sehr hoch, traditionelle begrenzt

I vantaggi delle celle solari alla perovskite non possono essere trascurati: offrono efficienza e prestazioni più elevate, costi di produzione notevolmente inferiori e un’ampia gamma di applicazioni, dai dispositivi indossabili alle soluzioni architettoniche. Tuttavia, devono affrontare sfide come la stabilità a lungo termine e la sensibilità agli ambienti umidi. Ci sono anche preoccupazioni sulla tossicità di alcuni materiali.

I recenti sviluppi mostrano che aziende come Oxford PV, CubicPV e Saule Technologies stanno lavorando ai progressi della tecnologia. I progetti pilota dimostrano già il potenziale per le applicazioni commerciali. SolarOnline prevede che la dimensione del mercato delle celle solari alla perovskite potrebbe aumentare da 301,3 milioni di dollari nel 2023 a oltre 15 miliardi di dollari entro il 2031, registrando un CAGR del 64,61%.

La ricerca sulla tecnologia della perovskite potrebbe non solo rivoluzionare l’energia solare, ma anche dare un contributo decisivo alla riduzione delle emissioni di CO₂. I consumatori possono aspettarsi una maggiore efficienza dei costi e un migliore rendimento energetico. Il Dipartimento dell'Energia degli Stati Uniti è ottimista riguardo all’integrazione di questa tecnologia nei sistemi esistenti, che potrebbe cambiare in modo permanente il mix energetico globale.