le celle fotovoltaiche a base perovskite: funzionalità e problematiche

Le celle fotovoltaiche a base perovskite sono state molto studiate negli ultimi anni a causa del loro drastico aumento di efficienza passando da un valore di 3,8% nel 2009 ad un valore record di PCE pari a 23,3% nel 2018. Questo notevole aumento di efficienza è dovuta dalle ricerche effettuate con i diversi tipi di perovskite e alle differenti strutture delle celle utilizzate. Le celle a perovskite infatti sono costituite da diversi strati di materiali differenti che solitamente sono: un elettrodo trasparente, uno strato di materiale che trasporta gli elettroni (ETM), strato di perovskite, uno strato di materiale che trasporta le lacune (HTM) e l’elettrodo metallico. La disposizione di questi materiali all’interno della cella definiscono la struttura, che può essere di tre tipi: struttura p-i-n, n-i-p, HTM free. Oltre alla struttura la parte peculiare e anche più importante è data dalla perovskite che ha funzione di strato fotoattivo, ovvero lo strato che ha il compito di assorbirà la radiazione luminosa solare. Le perovskiti usate sono molto promettenti a causa delle loro caratteristiche optoelettroniche che le rendono ottime per lo scopo. Le perovskiti infatti risultano avere alti coefficienti di assorbimento, alta mobilità delle cariche, elevata lunghezza di diffusione, bassa energia di legame dell’eccitone. Tutte queste proprietà molto interessanti risultano anche modulabili in base alla composizione della perovskite e alla morfologia da essa assunta.