Fotovoltaico e PVD: verso l’efficienza energetica Green

Uno studio recente tenuto dal CNR di Catania (Consiglio Nazionale delle Ricerche), ha dimostrato ancora una volta quanto la tecnologia PVD possa fare la differenza quando si parla di sostenibilità ambientale.

Tra le più grandi sfide che si pongono le aziende produttrici negli ultimi anni, ci sono la riduzione del consumo di materie tossiche ad uso industriale, la diminuzione degli sprechi e il mantenimento delle prestazioni dei prodotti finiti anche dopo la trasformazione green.

Il sistema di deposizione basato su un metodo di sputtering modificato chiamato “gig-lox” rappresenta il risultato di nuove idee per lo sviluppo tecnologico e il frutto di anni di ricerca nel campo delle energie rinnovabili, soprattutto quella solare.

La sfida principale si rivolge al fotovoltaico di terza generazione a Perovskite, che sta affiancando la tecnologia al silicio in commercio con prestazioni confrontabili. Per alcune applicazioni per le quali le celle al silicio pongono grosse limitazioni, le celle solari a perovskite rappresenteranno la soluzione per avere energia pulita disponibile in ogni condizione ed in quantità sufficiente per qualsiasi fabbisogno. L’invenzione basata su metodo gig-lox risponde alla necessità di catturare efficacemente il piombo eventualmente rilasciato da celle Solari a Perovskite durante il loro utilizzo in condizioni di lavoro estreme, come per istallazioni outdoor danneggiate da eventi atmosferici catastrofici (grandine). La scoperta di questo nuovo metodo risolve le remore legate alla presenza di piombo nella formulazione chimica delle Perovksiti, legate alla tossicità del materiale. Per comprendere l’importanza tecnologica della scoperta, è importante sapere che il piombo è imprescindibile all’interno delle Perovskiti perché contribuisce alle alte prestazioni delle celle solari. Trovare un modo per mantenere alte le prestazioni senza compromettere la sicurezza dell’ecosistema è pertanto un tema tecnologico fondamentale.

Grazie all’integrazione di un sottile film di diossido di titanio (TiO2), noto per le sue alte capacità di assorbimento verso gli ioni metalli, è stato possibile arginare il problema della dispersione di piombo nell’ambiente dovuto al contatto del materiale con l’acqua piovana.

I test hanno dimostrato che un sottile strato poroso di TiO2 arriva ad assorbire fino al 99.8% delle perdite di piombo, impedendone la diffusione nell’ambiente.

Il metodo di deposizione per sputtering chiamato gig-lox è stato messo a punto nei laboratori del CNR di Catania grazie alla speciale macchina progettata dal CNR-IMM e realizzata da Kenosistec. Il progetto nasce dalla collaborazione dell’ufficio tecnico di Kenosistec, guidato dal Dr. Stefano Perugini, con i ricercatori del CNR sotto il coordinamento scientifico della Dottoressa Alessandra Alberti. Le particolari soluzioni ideate hanno fortemente contribuito alla messa a punto di questo nuovo metodo di deposizione, che consente, per questa specifica applicazione nel fotovoltaico, di ridurre in modo significativo i rischi associati all’uso del piombo, senza compromettere l’efficienza e le prestazioni delle celle solari a perovskite.

Questo traguardo rappresenta un passo importante nel campo dell’energia solare e getta le basi per un futuro più sostenibile, aprendo nuove prospettive per l’adozione su larga scala industriale di questa tecnologia, che può contribuire sensibilmente a rendere più sostenibile la produzione di celle solari a perovskite.

 

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https://www.nature.com/articles/s41893-023-01120-w