Gli scienziati del Dipartimento di fisica dell'Università di Oxford hanno sviluppato un approccio rivoluzionario che secondo loro «Potrebbe generare quantità crescenti di elettricità solare senza la necessità di pannelli solari al silicio. Invece, la loro innovazione funziona rivestendo un nuovo materiale generatore di energia sulle superfici di oggetti di uso quotidiano come zaini, automobili e telefoni cellulari».
Il nuovo materiale che assorbe la luce è, per la prima volta, abbastanza sottile e flessibile da poter essere applicato sulla superficie di quasi tutti gli edifici o oggetti comuni. Utilizzando una tecnica pionieristica sviluppata a Oxford, che impila più strati assorbenti la luce in una cella solare, gli scienziati hanno sfruttato una gamma più ampia dello spettro luminoso, consentendo di generare più energia dalla stessa quantità di luce solare.
All’università di Oxford sottolineano che «Questo materiale ultrasottile, che utilizza questo cosiddetto approccio multi-giunzione, è stato ora certificato in modo indipendente per fornire oltre il 27% di efficienza energetica, per la prima volta eguagliando le prestazioni dei tradizionali materiali monostrato generatori di energia noti come fotovoltaici al silicio».
Shuaifeng Hu , ricercatore post-dottorato dell'università di Oxford spiega a sua volta che «In soli 5 anni di sperimentazione con il nostro approccio di impilamento o multi-giunzione, abbiamo aumentato l'efficienza di conversione di potenza da circa il 6% a oltre il 27%, vicino ai limiti di ciò che il fotovoltaico a strato singolo può raggiungere oggi. Riteniamo che, nel tempo, questo approccio potrebbe consentire ai dispositivi fotovoltaici di raggiungere efficienze molto maggiori, superiori al 45%».
Quindi non solo il nuovo materiale è molto più efficiente dei pannelli solari odierni che convertono circa il 22% della luce solare in energia, ma è anche molto più versatile perché è ultra sottile e flessibile: ha uno spessore di poco più di un micron, quasi 150 volte più sottile di un wafer di silicio. A differenza del fotovoltaico esistente, generalmente applicato ai pannelli di silicio, questo può essere applicato a quasi tutte le superfici.
Marie Skłodowska, Curie Actions Postdoc Fellow all’Oxford University Physics, fa notare che «Utilizzando nuovi materiali che possono essere applicati come rivestimento, abbiamo dimostrato di poter replicare e superare le prestazioni del silicio, ottenendo al contempo flessibilità. Questo è importante perché promette più energia solare senza la necessità di così tanti pannelli a base di silicio o di parchi solari appositamente costruiti»
I ricercatori ritengono che il loro approccio continuerà a ridurre il costo dell'energia solare e a renderla la forma più sostenibile di energia rinnovabile. Dal 2010, il costo medio globale dell'elettricità solare è sceso di quasi il 90%, rendendola quasi un terzo più economica di quella generata dai combustibili fossili. Le innovazioni promettono ulteriori risparmi sui costi poiché nuovi materiali, come la perovskite a film sottile, riducono la necessità di pannelli in silicio e di parchi solari appositamente costruiti.
Wang evidenzia: «Possiamo immaginare rivestimenti di perovskite applicati a tipi di superficie più ampi per generare energia solare a basso costo, come il tetto di automobili ed edifici e persino il retro dei telefoni cellulari. Se in questo modo si può generare più energia solare, possiamo prevedere una minore necessità a lungo termine di utilizzare pannelli di silicio o di costruire sempre più parchi solar».
I ricercatori sono tra i 40 scienziati che lavorano sul fotovoltaico guidati da Henry Snaith al Dipartimento di Fisica dell'università di Oxford. Il loro lavoro pionieristico sul fotovoltaico e in particolare sull'uso della perovskite a film sottile è iniziato circa un decennio fa, beneficia di un laboratorio robotico su misura e ha un forte potenziale commerciale e ha già iniziato a trovare applicazione nei settori dei servizi di pubblica utilità, dell'edilizia e della produzione automobilistica. Il National Institute of Advanced Industrial Science and Technology (AIST) del Giappone ha rilasciato la sua certificazione prima della pubblicazione dello studio scientifico.
Oxford PV, un'azienda britannica nata nel 2010 dalla Oxford University Physics per commercializzare il fotovoltaico in perovskite, ha recentemente avviato la produzione su larga scala di fotovoltaico in perovskite nella sua fabbrica a Brandenburg-an-der-Havel, vicino a Berlino, è la prima linea di produzione in serie al mondo per celle solari tandem "perovskite-on-silicon".
Snaith conclude: «Inizialmente abbiamo preso in considerazione i siti del Regno Unito per iniziare la produzione, ma il governo deve ancora adeguarsi agli incentivi fiscali e commerciali offerti in altre parti d'Europa e negli Stati Uniti. Finora il Regno Unito ha pensato all'energia solare puramente in termini di costruzione di nuovi parchi solari, ma la vera crescita verrà dalla commercializzazione delle innovazioni: ci auguriamo vivamente che la neonata British Energy concentri la sua attenzione su questo. La fornitura di questi materiali sarà una nuova industria in rapida crescita nella green economy globale e abbiamo dimostrato che il Regno Unito sta innovando e guidando la strada scientificamente. Tuttavia, senza nuovi incentivi e un percorso migliore per convertire questa innovazione in produzione, il Regno Unito perderà l'opportunità di guidare questa nuova industria globale».
