La perovskite ha trovato un modo per durare

Il doppio strato molecolare CzOTf ha permesso di raggiungere il 27,3% di efficienza e il 92% di potenza dopo 2000

Ventisette virgola tre per cento. È l’efficienza di conversione che un gruppo di ricercatori cinesi guidati dal professor Xu Jixian dell’Università della Scienza e della Tecnologia della Cina (USTC) ha ottenuto con una cella solare in perovskite a struttura invertita. La notizia è arrivata lo scorso 3 luglio sulle pagine di pv magazine. Non si tratta solo di un nuovo record da laboratorio: il dato davvero sorprendente è che, dopo 2000 ore di illuminazione continua, la cella conserva ancora il 92% della potenza iniziale. La perovskite, accusata per anni di essere un materiale troppo fragile per competere con il silicio cristallino, comincia a mostrare un profilo di stabilità che la avvicina a una possibile produzione su scala industriale.

Il salto è reso ancora più concreto dalla prova su modulo a grande area. Un pannello da 766 centimetri quadrati, costruito con la stessa architettura molecolare, ha funzionato in condizioni reali all’aperto per 35 giorni senza degradazione. L’efficienza del modulo si è attestata al 21,54%, un valore inferiore a quello della cella singola ma comunque alto per una tecnologia che solo pochi anni fa faticava a superare il 15% su superfici ampie.

Da 26,1% a 27,3% in tre anni: la curva accelera

Il traguardo del 27,3% non arriva dal nulla. Già nel 2023 lo stesso team dell’USTC aveva certificato un’efficienza del 26,1% per una cella perovskite invertita. L’anno successivo, nel 2024, il valore era salito al 26,7%. Tre decimi di punto percentuale guadagnati in un anno, seguiti ora da un ulteriore mezzo punto che porta il dispositivo a 27,3% — o, per essere precisi, a un’efficienza certificata del 27,31% per la configurazione a giunzione singola con bandgap di 1,53 elettronvolt, secondo i dati riportati da Perovskite-info.

Numeri che raccontano un’accelerazione. Se si guarda al contesto competitivo, lo scorso novembre 2025 la rivista Nature Photonics aveva pubblicato un risultato record del 27,02% per celle p-i-n, certificato a 26,96% con tracking al punto di massima potenza. A distanza di otto mesi, il nuovo dispositivo USTC scavalca quel primato di tre decimi di punto, ma lo fa con un elemento in più: la durata. La cella di riferimento costruita senza il trattamento molecolare a doppio strato si era fermata al 26,20%, segno che l’innovazione sta tutta nell’interfaccia. E l’interfaccia ha un nome chimico preciso.

CzOTf: la molecola che addomestica la perovskite

Il nome è CzOTf, carbazolio triflato. Il gruppo di Xu Jixian, insieme ai colleghi della Soochow University e della Shanghai Jiao Tong University, ha progettato un doppio strato molecolare basato su questo composto per modulare l’interfaccia tra la perovskite e gli strati di trasporto di carica. Nelle celle a struttura invertita (p-i-n) il problema principale sono le perdite per ricombinazione all’interfaccia: elettroni e lacune si ricombinano prima di essere raccolti dagli elettrodi, dissipando energia. Il doppio strato di CzOTf agisce come un regolatore fine, riducendo quelle perdite senza introdurre resistenze aggiuntive.

Il confronto tra la cella trattata e quella di riferimento è netto. Senza CzOTf l’efficienza si attesta al 26,20%, già un ottimo risultato, ma con il trattamento molecolare sale a 27,3% e, soprattutto, la curva di mantenimento della potenza si appiattisce. Dopo 2000 ore di light soaking continuo, il 92% dell’efficienza iniziale è ancora presente. È un valore che inizia a competere con le garanzie di degrado annuale dei moduli in silicio commerciali, anche se il divario temporale resta ampio: 2000 ore equivalgono a circa 200 giorni di luce solare standard, un decimo della vita utile attesa di un pannello fotovoltaico.

L’aspetto più incoraggiante viene però dalla trasposizione su scala più ampia. Il modulo da 766 centimetri quadrati ha operato senza degrado per 35 giorni all’aperto, un test che comincia ad andare oltre la comfort zone del laboratorio e a interrogare variabili come umidità, cicli termici e irraggiamento variabile. Resta da capire se il doppio strato molecolare reggerà su tempi di anni e su superfici ancora maggiori, ma il dato dice che l’architettura CzOTf non è un fenomeno confinato alla cella da pochi millimetri quadrati.

Tandem e silicio: la coppia che sfida il limite teorico

Mentre la singola giunzione perovskite si avvicina ai massimi teorici, il passo successivo è già stato compiuto. Lo stesso gruppo di ricerca ha integrato la cella perovskite modulata con CzOTf in una configurazione tandem con silicio a eterogiunzione (HJT-Si), ottenendo un’efficienza complessiva del 32,84%. È un valore che supera di quasi tre punti il record di efficienza per le celle in silicio a giunzione singola e che si colloca a poca distanza dal 33,7% raggiunto in laboratorio da altri tandem perovskite/silicio, pur senza ancora eguagliare i primati assoluti del fotovoltaico a multi-giunzione basato su materiali III-V.

Qui il ragionamento si sposta dalla fisica alla strategia industriale. Un modulo tandem con efficienza stabilizzata oltre il 30% renderebbe economicamente sensato sostituire le attuali linee di produzione del silicio con processi ibridi, a patto che i costi di deposizione della perovskite rimangano contenuti e che la durata del dispositivo tandem non sia inferiore a quella del solo silicio. I dati USTC mostrano che la strada esiste: il 32,84% è stato ottenuto usando lo stesso trattamento CzOTf che garantisce stabilità sulla singola giunzione. Se quella stabilità venisse confermata anche sul tandem, il 2027 potrebbe essere l’anno in cui la perovskite smette di essere un’ipotesi di ricerca e diventa un’opzione commerciale.