Fotovoltaico migliore grazie all’azoto

Un team di ricercatori dell’Istituto di Microelettronica e Microsistemi (IMM) e dell’Istituto di Nanotecnologia (NanoTec) entrambi del CNR hanno raggiunto un’importante innovazione nel campo del fotovoltaico ibrido a perovskite, grazie all’impiego dell’azoto.
Le perovskiti ibride sono materiali innovativi sensibili alla luce solare con alte performances di conversione fotone-elettrone, ma al momento hanno una bassa vita media se confrontate alla tecnologia consolidata delle celle in silicio, a causa della instabilità nel tempo dell’architettura reticolare del materiale foto-assorbente. La mancata stabilità delle prestazioni nel tempo rappresenta, pertanto, il primo limite per una rapida e diffusa affermazione di mercato.
L’introduzione controllata di molecole di azoto dentro la perovskite per occupare i cosiddetti siti di degrado porta a stabilizzare l’architettura atomica del materiale. Ma non è tutto, l’azoto ha anche la capacità di mitigare l’insorgenza di nuovi difetti reticolari, ovvero di imperfezioni nella ‘periodicità’ dell’architettura atomica che causano una riduzione del potere di cattura dei fotoni e una lenta trasformazione del materiale a discapito della vita media delle celle.
L’aggiunta di azoto alla perovskite, quindi, ha una doppia valenza: stabilizzazione della struttura atomica e aumento delle performances dei dispositivi, e l’aspetto innovativo consiste nella facile applicabilità, nel basso costo e nella completa atossicità della soluzione tecnologica con azoto.