Celle solari perovskitiche: innovazione e potenziale per l’energia solare

Le celle solari perovskitiche sono considerate una delle innovazioni più promettenti nel campo dell’energia solare. Si basano su una particolare classe di materiali, le cosiddette perovskiti, che convincono per le loro eccezionali proprietà di assorbimento della luce e per la possibilità di produrle in modo economico. Questa tecnologia ha il potenziale di aumentare notevolmente l’efficienza e l’economicità dei sistemi solari e potrebbe quindi contribuire in modo significativo alla transizione energetica. Grazie alla loro versatilità e alla possibilità di combinarle con le tecnologie esistenti, come le celle solari al silicio, le celle perovskitiche aprono nuove prospettive per la produzione sostenibile di energia. 

Cosa sono le celle solari perovskitiche?  

Grazie alla particolare struttura cristallografica, le celle perovskitiche assicurano una conversione efficiente della luce solare in energia elettrica. Rispetto alle tradizionali celle solari al silicio, sono più leggere, flessibili e si producono in modo più economico. Inoltre, possono essere applicate su una vasta gamma di superfici, aprendo nuove possibilità di impiego. Un vantaggio fondamentale è la produzione a basse temperature, che riduce il dispendio energetico. Queste caratteristiche le rendono un’interessante alternativa per il futuro del fotovoltaico. 

Come funzionano le celle solari perovskitiche?   

Le celle solari perovskitiche utilizzano un materiale con una struttura innovativa per convertire la luce solare in energia elettrica. Si tratta di cristalli che consentono un assorbimento particolarmente efficiente della luce e la separazione delle cariche. In combinazione con il silicio nelle cosiddette celle tandem, possono sfruttare in modo ottimale le diverse lunghezze d’onda della luce solare, aumentando notevolmente l’efficienza. Grazie alla loro struttura flessibile e leggera, aprono nuove possibilità per applicazioni come dispositivi portatili o soluzioni solari integrate negli edifici. 

Quali vantaggi offrono le celle solari perovskitiche?   

Le celle solari perovskitiche offrono livelli di efficienza più elevati rispetto alle tradizionali celle al silicio e possono ottenere più energia dalla stessa quantità di luce solare. Grazie alloro flessibilità e leggerezza possono essere impiegate sulle facciate degli edifici o in apparecchi portatili. La produzione a basso costo le rende economicamente appetibili e interessanti per applicazioni più ampie. Queste caratteristiche sottolineano il loro potenziale per il futuro delle energie rinnovabili. 

Quali sono gli svantaggi e le sfide delle celle solari perovskitiche?  

Nonostante il loro potenziale, le celle solari perovskitiche pongono sfide come la durata e la stabilità, essendo sensibili all’umidità, all’ossigeno e alle alte temperature. Inoltre, molti materiali in perovskite contengono piombo, che potrebbe avere conseguenze di natura ambientale. Anche la scalabilità e la produzione di massa non sono ancora completamente ottimizzate. Tutte sfide da affrontare prima che le celle solari perovskitiche possano sviluppare appieno il loro potenziale. 

Le celle solari perovskitiche sono già pronte per il mercato?   

Le celle solari perovskitiche sono ancora in fase di sviluppo, ma mostrano progressi promettenti. I ricercatori lavorano per migliorarne la stabilità e l’efficienza. I primi prototipi e progetti pilota indicano che potrebbero essere disponibili sul mercato nei prossimi 5-10 anni. Particolarmente interessante è il loro potenziale per applicazioni flessibili e leggere. L’ottimizzazione della durata e della sostenibilità ambientale rimane tuttavia una problematica centrale. 

Quando si potranno acquistare le celle solari perovskitiche?   

Il lancio sul mercato delle celle solari perovskitiche è previsto nei prossimi 5-10 anni, a seconda dei progressi in termini di stabilità e tecnologia di produzione. Le prime applicazioni potrebbero essere introdotte sul mercato in combinazione con celle solari al silicio come tecnologia tandem. La disponibilità sarà inizialmente limitata ai progetti pilota e alle applicazioni specializzate, per poi passare a una più ampia introduzione sul mercato. 

Quanto costano le celle solari perovskitiche?   

I costi delle celle solari perovskitiche sono attualmente difficili da quantificare, in quanto si tratta di una tecnologia ancora in fase di sviluppo. Le previsioni indicano che, grazie ai materiali a basso costo e alla facilità di produzione, potrebbero essere più economiche nel lungo termine rispetto ai tradizionali moduli solari in silicio. Con l’introduzione della produzione in serie e con i progressi tecnologici, si prevede che i prezzi diminuiranno sensibilmente nei prossimi anni. 

Chi produce le celle solari perovskitiche?   

Lo sviluppo delle celle solari perovskitiche viene portato avanti da aziende come Oxford PV e Saule Technologies nonché da istituti di ricerca come il Centro svizzero per l’elettronica e la microtecnologia (CSEM) e il Politecnico federale di Zurigo. Anche grandi aziende fotovoltaiche investono nella ricerca e nella commercializzazione di questa tecnologia. 

Celle perovskitiche e tecnologia tandem   

La combinazione di perovskite e silicio in celle solari tandem garantisce rendimenti più elevati, che attualmente superano il 30%. Questa tecnologia massimizza la resa energetica a parità di superficie e potrebbe ridurre il costo per kilowattora generato. La ricerca continua tuttavia a concentrarsi su sfide come la stabilità a lungo termine e la scalabilità della produzione. 

Moduli solari perovskitici: applicazioni e prospettive future   

I moduli solari perovskitici potrebbero essere utilizzati sulle facciate degli edifici, nei veicoli e nei dispositivi portatili. La ricerca si concentra sul miglioramento dell’efficienza e della durabilità per renderli accessibili al mercato. Tecnologie ibride come i moduli solari tandem potrebbero aumentare ulteriormente la resa energetica. Con il loro potenziale di rendere l’energia solare più versatile e meno costosa, potrebbero svolgere un ruolo chiave nella transizione energetica. 

Celle solari perovskitiche in Svizzera   

In Svizzera, lo sviluppo delle celle solari in perovskite viene portato avanti attraverso progetti di ricerca e sostegno politico. Università e aziende stanno lavorando per accelerare la commercializzazione e consentire la loro integrazione nei sistemi solari esistenti. Grazie alla loro versatilità ed efficienza, in futuro potrebbero svolgere un ruolo chiave nell’approvvigionamento energetico sostenibile del Paese. 

Confronto tra celle solari perovskitiche e celle solari al silicio  

Le celle solari perovskitiche offrono potenzialmente una maggiore efficienza e costi di produzione inferiori rispetto alle celle al silicio. Richiedono meno energia e risorse, ma sono meno stabili e più sensibili all’umidità. Le celle al silicio sono robuste e durevoli, ma più costose e meno flessibili. La combinazione di entrambe le tecnologie in celle solari tandem potrebbe sfruttare i vantaggi di entrambi gli approcci. 

Celle solari perovskitiche: uno sguardo al futuro   

Le celle solari perovskitiche potrebbero influire in modo decisivo sul futuro del fotovoltaico. In combinazione con la tecnologia tandem, potrebbero aumentare notevolmente la resa energetica e ridurre il costo della corrente solare. Nonostante le attuali sfide, ricercatrici e ricercatori di tutto il mondo stanno lavorando a soluzioni per prepararle alla commercializzazione. Il loro successo potrebbe rivoluzionare l’energia solare e contribuire in modo decisivo a un futuro energetico sostenibile.