Un metodo per monitorare le prestazioni outdoor dei minimoduli solari in perovskite

Negli ultimi anni, i ricercatori hanno sviluppato un’ampia gamma di tecnologie progettate per convertire le fonti di energia rinnovabile, come la luce solare e il vento, in energia elettrica. Ciò include le celle solari o fotovoltaiche (PV), dispositivi in ​​grado di convertire la luce in energia elettrica e generalmente combinati per formare pannelli solari.

Le perovskiti ad alogenuri, che hanno una caratteristica struttura cristallina, sono particolarmente promettenti per la creazione di celle solari, poiché hanno una serie di proprietà vantaggiose. Le celle solari fatte di perovskiti, infatti, hanno tipicamente numerose qualità, come la migrazione ionica, la bassa ricombinazione non radiativa e una bassa dipendenza delle prestazioni dalla temperatura. A causa delle caratteristiche uniche di questo sistema rispetto al fotovoltaico convenzionale, la valutazione di celle solari realizzate con perovskiti ad alogenuri utilizzando procedure di valutazione FV standard potrebbe non essere l’ideale.

Con questo in mente, i ricercatori dell’Universidad de Antioquia in Colombia e dell’Università Jaume I in Spagna hanno recentemente sviluppato una nuova metodologia che potrebbe essere utilizzata per testare le prestazioni dei moduli solari in perovskite all’aperto. Questa strategia di valutazione, presentata in un documento pubblicato in Energia della natura, potrebbe aiutare a identificare i punti di forza e i limiti dei dispositivi solari in modo più affidabile ed efficace.

“L’idea alla base del nostro studio era quella di caratterizzare le prestazioni all’aperto dei moduli di perovskite, non solo monitorando le prestazioni ma anche l’evoluzione dei processi fisici che causano il degrado del modulo”, Iv谩n Mora-Ser贸, uno dei ricercatori che ha condotto fuori lo studio, ha detto TechXplore. “Questa metodologia aiuterà nell’ottimizzazione della nuova tecnologia solare in condizioni di lavoro reali e potrebbe essere trasferita ad altre tecnologie fotovoltaiche emergenti”.

Quando le celle solari vengono testate all’aperto, è impossibile controllare le condizioni sperimentali (ad es. illuminazione o altri fattori ambientali), come fanno tipicamente i ricercatori in ambienti di laboratorio. Pertanto, Mora-Ser贸 e i suoi colleghi, Esteban Velilla e Franklin Jaramillo, hanno cercato di sfruttare il ciclo naturale giorno-notte per testare le prestazioni dei moduli solari con diverse intensità di luce.

“Utilizziamo il cambiamento delle proprietà della cella con l’illuminazione, in concreto il cambiamento del potenziale del circuito aperto, per calcolare il fattore di idealità della cella”, ha spiegato Mora-Ser贸. “Questa caratteristica suppone un miglioramento qualitativo rispetto al monitoraggio del modulo standard, poiché il fattore di idealità fornisce informazioni sul meccanismo di ricombinazione che regola le prestazioni della cella”.

I ricercatori hanno confrontato i risultati ottenuti utilizzando il loro metodo di valutazione dei moduli solari con quelli raccolti seguendo le procedure standard di valutazione delle celle solari. Hanno scoperto che il loro metodo ha permesso loro di raccogliere dati più completi relativi ai processi fisici che regolano le prestazioni dei moduli solari.

La metodologia ideata da Mora-Ser贸 e dai suoi colleghi può essere utilizzata per tracciare i processi fisici che avvengono nei moduli solari a base di perovskite quando operano all’aperto. Sorprendentemente, ha permesso ai ricercatori di osservare chiaramente sia la degradazione di una cellula nel tempo sia le cause di questa degradazione.

In futuro, il loro metodo potrebbe essere utilizzato per testare le prestazioni dei dispositivi solari a base di perovskite con livelli più elevati di precisione e affidabilità. Ciò potrebbe in definitiva aiutare a ottimizzare e migliorare queste tecnologie emergenti, assistendo gli ingegneri che stanno cercando di determinare se sono pronti per l’implementazione su larga scala.

“Ora abbiamo in programma di implementare questo studio su diversi moduli fabbricati con diversi processi, configurazione e incapsulamento cercando l’ottimizzazione dei moduli di celle solari in perovskite che affrontano la loro futura commercializzazione”, ha affermato Mora-Ser贸.