Ricercatori dell’University College London, in collaborazione con team cinesi e svizzeri, hanno sviluppato celle solari a perovskite ottimizzate per la luce artificiale, capaci di generare fino a sei volte più energia rispetto ai migliori modelli commerciali attuali per ambienti interni. Una svolta che potrebbe ridurre drasticamente la necessità di sostituire le batterie in miliardi di piccoli dispositivi domestici e industriali, come telecomandi, sensori, tastiere e rilevatori di fumo.
Il segreto di questa miglioria è stato affrontare uno dei punti deboli storici della perovskite: i difetti strutturali microscopici, detti “trappole”, che limitano il flusso degli elettroni e ne riducono l’efficienza nel tempo. Il gruppo guidato da Mojtaba Abdi Jalebi, docente associato all’Institute for Materials Discovery dell’UCL, ha messo a punto una strategia chimica a tre componenti. L’aggiunta di cloruro di rubidio favorisce la crescita uniforme dei cristalli, diminuendo il numero di trappole; due sali organici, il DMOAI e il PEACl, stabilizzano invece gli ioni interni, evitando che il materiale si degradi in fasi meno performanti.
Questa combinazione ha permesso di raggiungere un’efficienza record del 37,6% nella conversione della luce a 1000 lux – tipica di un ufficio ben illuminato – in elettricità, un valore mai registrato prima per celle solari da interni. In confronto, le migliori soluzioni oggi in commercio si fermano a circa un sesto di tale rendimento.
L’analogia scelta da Siming Huang, dottorando e autore principale dello studio, rende l’idea: «È come se avessimo ricomposto un dolce tagliato a pezzi, permettendo alla carica elettrica di attraversarlo più facilmente».
Oltre alle prestazioni, la resistenza è un altro punto di forza. Nei test di durata a lungo termine, le celle hanno mantenuto il 92% dell’efficienza dopo 100 giorni di uso continuo, contro il 76% delle versioni non trattate. In prove più estreme, con luce intensa e temperatura di 55 °C per 300 ore, la resa è rimasta al 76% (contro il 47% dei campioni di controllo). Secondo i ricercatori, ciò significa che un dispositivo potrebbe funzionare in ambienti interni per oltre cinque anni senza necessità di manutenzione energetica.
Il potenziale è enorme: l’IoT sta moltiplicando il numero di sensori e apparecchiature che lavorano in spazi chiusi, e sostituire miliardi di batterie ogni anno ha un impatto economico, logistico e ambientale significativo. La perovskite, oltre a essere più economica del silicio, può essere prodotta con materiali abbondanti sulla Terra e con tecniche di stampa semplici, facilitando una produzione su larga scala.
Il passo successivo sarà industrializzare il processo: l’UCL e i partner stanno già dialogando con aziende interessate alla commercializzazione. Lo studio è stato pubblicato su Advanced Functional Materials.
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