Il pannello solare in perovskite perde il 25% di efficienza in 9 mesi

Il pannello solare in perovskite perde il 25% di efficienza in 9 mesi

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I ricercatori hanno studiato una matrice pannelli solari perovskite con poche perdite di produzione dovute alle alte temperature e prestazioni migliori del previsto.

M. Chikao e altri ricercatori dell'Istituto nazionale giapponese di scienza e tecnologia industriale avanzata hanno creato per la prima volta uno strato di assorbimento ottico utilizzando una struttura cristallina di perovskite nel 1999. Quasi 25 anni dopo, i ricercatori stanno ancora lavorando per stabilizzare il degrado solare.

Questa volta, ricercatori di diverse università del Mediterraneo hanno costruito e sviluppato un pannello solare in perovskite che è durato circa nove mesi. I pannelli si sono degradati di circa il 25% rispetto alle loro prestazioni originali prima di subire un catastrofico fallimento di incapsulamento. Ciò ha portato al guasto del pannello meccanico poiché gli elementi consumano rapidamente le perovskiti.

In "Integrazione di pannelli solari di perovskite bidimensionali basati su materiali in un parco solare autonomo", tre ricercatori hanno descritto come la collaborazione ha proceduto alla fabbricazione completa di nove pannelli solari di perovskite da 0,5 metri quadrati. I pannelli erano costituiti da 40 "moduli" individuali con un picco di 261 watt di potenza in uscita, mentre i singoli moduli avevano una potenza in uscita compresa tra 25 W e 35 W. Gli autori hanno riferito che le 360 ​​celle solari, misurate in 1 insolazione, erano efficienti del 12,5%±1,6.

Gli autori hanno anche fornito un documento di accompagnamento che scompone tutti i componenti coinvolti nella costruzione di uno dei loro pannelli solari, anche l'elettricità consumata nella costruzione (circa 11,25 kWh).

Dopo l'implementazione a giugno, il pannello ha raggiunto il picco di oltre 250 watt di potenza. Il panel ha visto un calo immediato della produzione, seguito da un mese piatto e poi un calo lento ma abbastanza costante del picco di produzione del 20% nel periodo gennaio-febbraio. A quel punto, il degrado della produzione ha subito una brusca accelerazione ed è stato seguito da un completo fallimento della plastificazione, consentendo l’ingresso di ossigeno e acqua.

Il team suggerisce che il fallimento della laminazione fosse dovuto all'uso del laminato a bassa temperatura (85 °C) scelto per sigillare le celle solari all'interno del telaio del pannello. È stato scelto un laminato a bassa temperatura per evitare di distruggere le perovskiti sensibili alla temperatura nel processo di laminazione, poiché la degradazione della perovskite viene accelerata a temperature più elevate.

Un'osservazione molto interessante è che le perdite di rendimento erano quasi pari a zero quando le temperature aumentavano fino a 50°C e oltre. Secondo l'autore, "a differenza di molti semiconduttori, in cui il gap di banda ottica (EG) diminuisce quasi linearmente con l'aumento della temperatura associata al funzionamento delle celle solari, le perovskiti agli alogenuri hanno una correlazione positiva tra il gap di banda ottica e la temperatura".

Gli autori spiegano che i vantaggi derivanti dall’aumento del bandgap ottico sono stati probabilmente compensati da una serie di fattori incerti, che dovrebbero essere affrontati nella ricerca futura. In generale, a 50 C, ci si aspetterebbe che la resa di a pannello solare di silicio sarà ridotto dal 7,5% al ​​15% rispetto alla sua massima efficienza.