Alla crescita delle tecnologie fotovoltaiche si affianca, oggi, una nuova disponibilita’ di soluzioni sostenibili, rese possibili dall’impiego di nanomateriali elaborati in modo ecocompatibile durante la costruzione di celle solari nanocristalline.
Il nanocristallo di perovskite a base di alogenuri metallici, grazie alle sue proprieta’ optoelettroniche come l’elevata resa quantica di luminescenza, consentirebbe la creazione di materiali fotovoltaici efficienti e fotoluminescenti.
Il progetto FASTEST, finanziato dall’Unione Europea, ha elaborato un metodo per la sintesi di nanocristalli inorganici di perovskite a fase stabile e alto rendimento basato sulla trasformazione a temperatura ambiente in condizioni ambientali. Tale metodo comprende l’ingegnerizzazione tramite antisolvente per permettere la riprecipitazione dei nanocristalli.
La realizzazione dei nanocristalli di perovskite consiste nell’iniezione di una soluzione precursore di perovskite nella miscela antisolvente che consente di purificare la soluzione nanocristallina con detergenti, raccogliere i nanocristalli tramite una centrifuga e formare la perovskite grazie all’impiego di una tecnica di deposito strato su strato.
Il metodo si rivela promettente per la produzione di nanocristalli di perovskite in condizioni ambientali senza ricorrere al controllo del vuoto e della temperatura.
I partecipanti al progetto prevedono, inoltre, di poter adottare tale soluzione anche per altri tipi di nanocristalli di perovskite grazie ad altre combinazioni di metalli (Ge, Sn, Bi, Ag) per diverse applicazioni optoelettroniche, tra cui diodi a emissione luminosa, fotovoltaico, laser e rilevamento dei fotoni.
Una delle maggiori sfide poste dal progetto ha riguardato la sintesi, ad alte prestazioni, di soluzioni monodisperse di nanocristalli con proprieta’ ottiche su misura, oltre che la trasformazione di queste soluzioni in pellicole di nanocristalli di alta qualita’.
Durante la prima fase del progetto, pero’, si e’ compreso che il nanocristallo sintetizzato non era sufficientemente stabile per la produzione di dispositivi, in quanto l’antisolvente presente nel solvente di cristallizzazione era in grado di rimuovere alcuni ligandi organici che dovevano, invece, rimanere attaccati alla superficie in perovskite.
Per questo motivo, e’ stato aggiunto un solvente ausiliario di coordinazione nella miscela del solvente di cristallizzazione, che si e’ dimostrato piu’ efficiente nel migliorare la resa produttiva.
Il solvente di coordinazione costituisce la parte fondamentale del progetto ma il nome della sostanza chimica non e’ ancora noto poiche’ il documento del brevetto e’ ancora in fase di elaborazione.