Le nuove celle solari perovskite in configurazione tandem organico sviluppate alla Hong Kong Polytechnic University mantengono oltre il 90% dell'efficienza iniziale anche a -40 V, la tensione inversa che si genera quando parte del modulo finisce all'ombra. Lo studio, pubblicato su Nature Materials il 20 luglio 2026, alza il rendimento di conversione oltre il 26% e attacca il punto debole storico del fotovoltaico a film sottile.
Cosa hanno risolto i ricercatori di Hong Kong
Nei pannelli a film sottile l'ombra non è un semplice calo di luce: le celle coperte finiscono in reverse bias e generano una tensione negativa che degrada i materiali attivi. Il gruppo guidato dal professor Li Gang ha ricondotto il fenomeno ai *deep trap states*, difetti nel bulk heterojunction delle celle organiche che intrappolano gli elettroni e innescano rotture irreversibili quando la tensione inversa cresce oltre soglia.
Riducendo gli ammassi isolati del materiale accettore nella miscela donatore-accettore, la ricerca PolyU sulle celle tandem perovskite-organiche ottiene celle organiche con tensione di rottura oltre -35 V e mini-moduli tandem che dopo 2.000 ore a -4,5 V conservano il 97% dell'efficienza e dopo 12 ore a -20 V ne mantengono il 90%. Il precedente lavoro del gruppo, uscito su Nature Energy nel 2025, si era fermato al 25,1% certificato senza affrontare in modo sistematico la tensione inversa.
Silicio contro perovskite-organico: il vero divario non è più l'efficienza
Il record di laboratorio del silicio TOPCon fissato da JinkoSolar a novembre 2025 è del 27,79%, quello dei tandem perovskite-silicio si spinge al 34,85%. Le celle solari perovskite-organiche oltre il 26% del nuovo studio non sono più lontane: la distanza si misura in punti percentuali, non più in ordini di grandezza. Il punto è cosa succede fuori dal laboratorio, sui tetti veri.
Un modulo silicio standard ha un tallone d'Achille noto: ombreggiare anche una singola cella su 36 può abbattere l'output totale fino al 75%, e la letteratura documenta perdite di picco tra il 36% e il 42% con un solo elemento ombreggiato al 40-60%. Per compensare servono diodi di by-pass, ottimizzatori di stringa e microinverter, ovvero elettronica in più che aumenta costi, punti di guasto e tempi di installazione. Nel tandem POTSC lo strato organico protegge la perovskite dal reverse tunnelling e limita il danno da tensione inversa fin oltre i -40 V, sopprimendo il problema all'origine invece di aggirarlo.
Perchè conta per i tetti urbani e per il fotovoltaico integrato
Il film sottile perovskite-organico è leggero, flessibile e in prospettiva più economico del silicio: profilo naturale per il fotovoltaico integrato negli edifici, per le facciate, per i tetti urbani con camini, antenne e alberi che generano ombre parziali per gran parte della giornata. Lo stesso vantaggio conta per applicazioni mobili come i droni a lunga persistenza come il velivolo solare Guardian XL nella categoria 3 kg, dove il peso e la resistenza al passaggio di ombre in volo sono critici tanto quanto l'efficienza.
Restano gli ostacoli industriali del film sottile perovskite: stabilità nel tempo su scala di modulo, produzione ripetibile, resa in condizioni di alta umidità e sotto cicli termici. Sul fronte della durabilità servono confronti su archi lunghi come i cinquant'anni del lander Viking 1 su Marte per capire dove punta l'asticella dell'affidabilità dei materiali esposti a stress estremi. Per ora il salto delle celle solari perovskite di PolyU e' documentato solo sui mini-moduli, non sui pannelli di dimensioni commerciali.
Il prossimo test decisivo è il passaggio dai centimetri quadrati del laboratorio ai metri quadrati del tetto: se la resistenza al reverse bias regge sulla scala del modulo, la voce di costo dell'elettronica anti-ombra oggi indispensabile nel silicio può ridursi in modo sensibile e ridisegnare il conto economico degli impianti su superfici irregolari.