Collaborazione Cambridge-Politecnico di Milano per la ricerca sulla perovskite

La collaborazione tra l’università di Cambridge e il Politecnico di Milano ha portato allo sviluppo di una cella fotovoltaica alla perovskite così sottile «da poter essere inserita in tende e indumenti». Il gruppo di ricerca inglese guidato da Richard Friend ha condotto gli studi presso la facility europea CUSBO del dipartimento di Fisica del Politecnico di Milano, parte del network Laserlab-Europe. La ricerca si è concentrata soprattutto sui tempi di raccolta degli elettroni eccitati dal fotone, prima che essi perdano la loro energia scontrandosi con altri elettroni. Lo studio ha rivelato che gli eventi di collisione fra elettroni iniziano a verificarsi tra 10 e 100 milionesimi di miliardesimo di secondo (femtosecondi). Per massimizzare l'efficienza energetica, gli «elettroni caldi» devono essere raccolti entro questo brevissimo intervallo di tempo. La perovskite aiuterebbe questo processo perchè essendo depositata in uno strato molto sottile, consente di diminuire la distanza da persorrere per gli elettroni.
I ricercatori si sono avvalsi del metodo sperimentale di spettroscopia ultrabreve, sviluppato presso CUSBO dal team di Giulio Cerullo del Politecnico di Milano. Il metodo consiste nel simulare la luce solare illuminando con impulsi ultrabrevi di luce laser campioni di celle di perovskite di ioduro di piombo e nel misurare quanta luce viene assorbita dal campione da un impulso «sonda» ritardato nel tempo.
Una volta che gli elettroni si sono scontrati e rallentando hanno iniziato a occupare spazio nella cella campione, cambia la quantità di luce assorbita. Il tempo necessario a questo cambio è stato utilizzato dai ricercatori per stabilire il tempo entro il quale si possono estrarre gli elettroni disponibili e ottenere la massima efficienza energetica dalla cella. Lo studio è stato pubblicato su Nature Communications.
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