(TEMPOITALIA.IT) Il 4PTSC come additivo multifunzionale per migliorare le celle solari a perovskite di stagno-alogenuro
Un team di ricerca coreano ha raggiunto un significativo progresso nell’ambito delle celle solari a perovskite a base di stagno-alogenuro (Sn-HPs), introducendo un nuovo additivo chiamato 4-Phenylthiosemicarbazide (4PTSC). Questo composto ha dimostrato di migliorare notevolmente la crescita dei cristalli nelle perovskiti, riducendo i difetti strutturali che tradizionalmente ostacolano l’efficienza delle celle solari. Inoltre, grazie alle proprietà chimiche del 4PTSC, è stata migliorata anche la durabilità del materiale, riducendo l’ossidazione e l’infiltrazione di umidità, due problemi che affliggono le perovskiti di stagno-alogenuro.
Le perovskiti sono materiali promettenti per il settore fotovoltaico grazie al loro potenziale per una produzione a basso costo e ad alta efficienza. In particolare, le perovskiti a base di stagno-alogenuro rappresentano un’alternativa più ecologica rispetto alle perovskiti a base di piombo, che sono altamente performanti ma anche tossiche. Tuttavia, le celle solari a perovskite di stagno-alogenuro affrontano sfide significative, come la cristallizzazione disordinata e la scarsa stabilità, che ne limitano l’efficienza e la durata.
Il ruolo del 4PTSC
Il 4PTSC agisce come ligando di coordinazione, regolando il processo di crescita cristallina e minimizzando la formazione di difetti. L’anello fenilico π-coniugato presente nella molecola di 4PTSC promuove una crescita cristallina orientata, mentre i siti nucleofili –NH2 impediscono l’ossidazione dello SnI2 e la migrazione degli ioni, migliorando così la stabilità delle celle solari. Inoltre, il 4PTSC passiva eventuali difetti che si formano, proteggendo la superficie della perovskite e prevenendo reazioni indesiderate.
Risultati eccezionali
Grazie a questo additivo, il team è riuscito a produrre celle solari con un’efficienza di picco del 12,22% e una tensione a circuito aperto migliorata di 0,94 V. Queste celle solari hanno mostrato una stabilità a lungo termine impressionante, mantenendo quasi il 100% dell’efficienza iniziale dopo 500 ore e circa l’80% dopo 1200 ore in condizioni ambientali, senza alcuna incapsulazione. Questo rappresenta un miglioramento significativo rispetto ai dispositivi di controllo, che mostravano un degrado marcato entro le prime 300 ore.
Implicazioni future
I risultati di questo studio indicano che le celle solari a perovskite di stagno-alogenuro, grazie all’introduzione del 4PTSC, potrebbero diventare una soluzione più economica e duratura per il mercato dell’energia solare. Questa tecnologia ha il potenziale per rendere l’energia solare più accessibile, contribuendo agli obiettivi di sostenibilità e offrendo una risposta efficace alle sfide poste dalla crisi energetica e dai cambiamenti climatici. (TEMPOITALIA.IT)
