Perovskite solari: i nuovi record e i problemi irrisolti

Le celle solari in perovskite stanno vivendo settimane intense. Negli ultimi dieci giorni, gruppi di ricerca e aziende hanno annunciato una serie di record di efficienza, nuovi design tandem e un test satellitare in orbita. Il tono della stampa è celebrativo. La scienza è più cauta.

Le novità

L'elemento più recente non è un paper su una rivista, ma una missione di test. NTU Singapore ha lanciato il satellite CRIMSON-1 il 2 ottobre per testare celle solari in perovskite di nuova generazione e il calcolo AI in orbita, secondo EurekAlert!. Nella stessa settimana, pv magazine Global ha riportato che una startup italiana ha presentato un prototipo di sistema PV a doppio strato per applicazioni con vincoli di spazio, e che Trina Solar e Microquanta stanno testando moduli in perovskite e tandem presso una sede UNSW.

Sul fronte dell'efficienza, i numeri sono reali ma vanno letti con attenzione. Una cella tandem perovskite-silicio costruita su silicio testurizzato ha raggiunto il 30,77%, ha riportato pv magazine Global il 28 settembre. Una cella a tre strati ha raggiunto il 30,1% dopo l'uso di film di perovskite più lisci, secondo Tech Xplore, mentre un altro gruppo ha riportato per la prima volta un'efficienza del 30% alla fine di settembre. Una cella solare cinese ha raggiunto il 27,39% con un nuovo design molecolare, ha riportato The Cool Down il 1 ottobre.

La stima di Ember per la crescita solare del 2025 è il doppio di quella delle statistiche internazionali: 12,0 GW nel 2025, rispetto ai 6,2 GW dell'Agenzia Internazionale per l'Energia (IEA) e ai 4,6 GW dell'Agenzia Internazionale per le Energie Rinnovabili (IRENA).

Questi sono risultati di celle singole o di moduli piccoli, non di moduli commerciali. Il divario tra un record di efficienza in laboratorio e un prodotto sul tetto è il punto in cui la maggior parte della copertura sulle perovskite si zittisce.

L'avvertimento della revisione

Il documento più utile in tempi recenti è una revisione che avverte come l'AI da sola non risolverà le celle solari in perovskite. È stata trattata da bioengineer.org il 1 ottobre e riassunta da diversi media. L'argomento è semplice: l'apprendimento automatico può guidare la scoperta di materiali e l'ottimizzazione dei processi, ma non può sostituire la risoluzione dei problemi fisici che limitano la stabilità e la durata delle perovskite. Questo avvertimento conta perché gran parte dell'eccitazione recente è stata guidata da metodi basati sui dati. Un risultato separato, riportato da bioengineer.org il 30 settembre, ha descritto una ricetta guidata da AI per materiali in perovskite ad alta entropia. Nella stessa settimana, pv magazine Global ha riportato un trattamento al blu di Prussia che ha migliorato le prestazioni delle celle solari in perovskite dalle celle piccole ai moduli più grandi, e un team americano ha rivendicato un record di stabilità per una cella solare in perovskite di stagno 2D/3D con un'efficienza del 16,19%. Questi sono risultati di processo e materiali, non di AI.

La questione della stabilità non è accademica. Le celle in perovskite si degradano sotto calore, umidità e luce. Un risultato tandem del 30,77% è impressionante, ma se il modulo perde una quota significativa della sua potenza nei primi due anni, l'economia cambia. Il punto della revisione è che l'AI può accelerare la ricerca di materiali migliori, ma la ricerca deve ancora concludersi con una cella che sopravvive a un'estate sul tetto.

Spazio e acqua, i nuovi banchi di prova

Due dei nuovi esperimenti spingono le celle in perovskite in ambienti in cui il silicio convenzionale è scomodo. CRIMSON-1 sta testando le celle in perovskite in orbita, dove lo spettro solare è diverso e il ciclo termico è severo. Nel Mar Cinese Meridionale, gli scienziati hanno dimostrato la generazione di energia solare a 10 metri sotto la superficie dell'acqua, hanno riportato euronews e Gadget Review alla fine di settembre, con celle in perovskite operative a quella profondità. Physics World ha trattato la perovskite regolata con polimeri per celle solari subacquee il 29 settembre.

Queste sono dimostrazioni iniziali e nessuna delle coperture nel dossier rivendica la prontezza commerciale. Sono utili perché sottopongono il materiale a stress in modi che un banco di laboratorio non fa. Se una cella in perovskite può sopravvivere al lancio di un satellite o a un mese sott'acqua, questo dice ai ricercatori qualcosa sull'incapsulamento e sulla robustezza meccanica che un test standard di umidità e calore potrebbe perdere.

L'angolo spaziale si collega anche a una tendenza più ampia. Google ha lanciato il suo primo satellite per datacenter il 2 ottobre, ha riportato The Register, e sta ricercando se il calcolo in orbita possa scalare. Il CRIMSON-1 di NTU è un esperimento molto più piccolo, ma si inserisce nella stessa conversazione: spostare la generazione di energia e il calcolo fuori dal suolo richiede hardware solare che funzioni nello spazio, non solo in un campo in Spagna.

Ciò che dicono i dati sul campo

Sul terreno, la notizia riguarda i test sul campo piuttosto che i record. UNSW ha ricevuto 18M AUD per un test sul campo di perovskite che coinvolge moduli commerciali, con un obiettivo per il 2031, secondo IndexBox il 1 ottobre. Trina Solar e Microquanta stanno testando moduli in perovskite e tandem presso quella sede, ha riportato pv magazine Global. Il punto di questi test non è stabilire un record. È capire come si comportano i moduli nel corso degli anni, sotto il meteo reale, con la manutenzione reale.

È lì che la storia delle perovskite verrà decisa. Una cella tandem del 30,77% è un risultato scientifico. Un modulo che mantiene il 90% della sua potenza nominale dopo cinque anni sul campo è un prodotto. Il dossier non contiene ancora quel secondo risultato per le perovskite, da parte di alcun gruppo o azienda.

I soldi e il mercato

La politica si muove in parallelo. Il Dipartimento dell'Energia degli Stati Uniti ha annunciato fino a 400.000.000 di dollari per la ricerca di base il 2 ottobre, ha riportato HPCwire, e il premio American-Made Challenges Perovskite Startup Prize rimane aperto, secondo il Dipartimento dell'Energia. In Europa, un'analisi di T&E pubblicata il 30 settembre ha sostenuto che l'UE avrà abbastanza celle per batterie per soddisfare la domanda entro il 2030, un promemoria che la scalabilità delle tecnologie pulite è un problema di catena di approvvigionamento tanto quanto un problema di materiali.

Il dispiegamento solare è già ampio. Ember stima che le esportazioni cinesi di pannelli solari verso l'Africa siano schizzate a 23 GW nei 12 mesi fino a giugno 2026, un aumento del 53% rispetto ai 12 mesi precedenti, ha riportato CleanTechnica il 2 ottobre. La stima di Ember per la crescita solare in Africa nel 2025 è di 12,0 GW, il doppio dei 6,2 GW dell'IEA e ben sopra i 4,6 GW dell'IRENA. Questo è un segnale di mercato: il mondo sta installando molto silicio. Le perovskite dovranno competere su costo e durata, non solo su un numero di efficienza in prima pagina.

Per ora, il riassunto onesto è questo. La ricerca sulle perovskite sta avanzando rapidamente, con nuovi record, nuovi ambienti di test e nuovi finanziamenti. Le domande irrisolte sono stabilità, scala e prestazioni sul campo. I risultati più recenti valgono la segnalazione. Non sono ancora un motivo per aspettarsi un tetto in perovskite l'anno prossimo.