Dalla Corea del Sud arriva una svolta nel mondo del fotovoltaico flessibile. Un team di ricercatori del Korea Institute of Energy Research (KIER) ha realizzato una nuova generazione di celle solari tandem perovskite/CIGS in grado di raggiungere un’efficienza di conversione del 23,64%. Si tratta del miglior risultato mai ottenuto per questo tipo di configurazione, che potrebbe aprire nuovi scenari applicativi, in particolare nel settore aerospaziale.
Tecnologie tandem: oltre il silicio
Le celle tandem basate su perovskite rappresentano una delle soluzioni più promettenti per superare i limiti delle tecnologie fotovoltaiche tradizionali. Sebbene l’accoppiata più diffusa resti quella tra perovskite e silicio — già utilizzata in produzioni su larga scala — negli ultimi anni la ricerca ha iniziato a esplorare nuove combinazioni, alla ricerca di soluzioni più leggere, flessibili e ad alte prestazioni.
Tra queste, il tandem perovskite/CIGS ha attirato particolare attenzione. Il CIGS (Copper Indium Gallium Selenide) è un semiconduttore impiegato nei film sottili fotovoltaici, noti per la loro leggerezza e capacità di adattarsi a superfici curve o mobili. Tuttavia, la combinazione di questi due materiali ha presentato a lungo difficoltà tecniche e produttive che hanno frenato i risultati in termini di efficienza.
Un processo produttivo innovativo
Per superare queste sfide, il team del KIER ha introdotto un nuovo metodo di fabbricazione. Il processo prevede la deposizione di un sottile strato di poliimmide su vetro rigido, su cui viene poi costruita la cella tandem. In un secondo momento, la struttura viene separata dal vetro, lasciando un modulo fotovoltaico flessibile e leggero.
Questa strategia, rispetto all’uso diretto di substrati flessibili in poliimmide, permette una maggiore stabilità e precisione durante la realizzazione delle celle. Inoltre, la qualità dei materiali risultanti è superiore: i film CIGS prodotti con questo metodo mostrano grani più grandi, una maggiore densità di portatori di carica e minori perdite dovute alla ricombinazione.
Efficienza record e applicazioni future
Il risultato è una cella fotovoltaica in grado di convertire il 23,64% della luce solare in energia elettrica, superando nettamente il precedente record (18,1%) per dispositivi flessibili con questa struttura. Ma il dato più interessante riguarda la potenza specifica: con 6,15 watt per grammo, queste celle sono ideali per applicazioni che richiedono peso ridotto e alte prestazioni, come droni, satelliti e veicoli spaziali.
Per valutarne l’affidabilità, i ricercatori hanno sottoposto i dispositivi a 100.000 cicli di flessione, al termine dei quali le celle hanno mantenuto il 97,7% dell’efficienza iniziale. Un risultato che conferma l’estrema resistenza meccanica e la stabilità nel tempo della tecnologia.
Conclusione
Il traguardo raggiunto dal KIER rappresenta un passo importante nella corsa all’innovazione fotovoltaica, con potenziali ricadute significative per il futuro delle energie rinnovabili. Le celle perovskite/CIGS potrebbero presto diventare protagoniste di nuove soluzioni flessibili, leggere e altamente performanti, capaci di alimentare non solo abitazioni e impianti industriali, ma anche missioni spaziali e tecnologie mobili.