Un gruppo di ricercatori dell’Università di Tecnologia di Chalmers ha individuato una nuova fase a bassa temperatura delle perovskiti alogenuri. Il materiale analizzato è lo ioduro di piombo e formamidinio. Ovvero uno dei più promettenti candidati per sostituire il silicio nelle celle solari. Grazie a simulazioni avanzate supportate dal machine learning, gli scienziati hanno scoperto che, quando raffreddato, questo composto assume uno stato definito “semi-stabile”. Una condizione intermedia in cui le molecole non sono completamente ordinate né totalmente instabili.
Perovskiti e IA: la ricerca diventa più precisa
Questa osservazione fornisce finalmente una risposta a uno dei punti più controversi nello studio delle perovskiti, la loro fragilità strutturale. Per anni, infatti, l’instabilità del materiale ha rappresentato un ostacolo al suo impiego commerciale, nonostante le performance eccezionali ottenute in laboratorio. La scoperta del gruppo svedese apre così nuove possibilità per sviluppare strategie di stabilizzazione. In quanto consentirebbe di aumentare l’efficienza e l’affidabilità di pannelli solari e dispositivi optoelettronici. Come ha sottolineato la ricercatrice Sangita Dutta, la conoscenza di queste fasi intermedie consente di capire meglio i meccanismi di degrado che finora hanno limitato l’utilizzo delle perovskiti.
Lo studio però non si è fermato alla teoria. In collaborazione con l’Università di Birmingham, il materiale è stato raffreddato sperimentalmente fino a –200 °C. I risultati hanno confermato le previsioni dei modelli. È stato infatti dimostrato che la fase “semi-stabile” esiste realmente e non è soltanto una simulazione. Questo passo avanti rafforza l’idea che la combinazione tra sperimentazione e calcolo computazionale possa velocizzare lo sviluppo di nuove tecnologie energetiche.
Le simulazioni hanno potuto gestire milioni di atomi per tempi di gran lunga superiori rispetto al passato, raggiungendo un livello di dettaglio mai ottenuto prima. Secondo la coordinatrice Julia Wiktor, tali strumenti permettono di affrontare domande considerate irrisolvibili fino a pochi anni fa. Le stesse tecniche, affermano i ricercatori, potrebbero essere applicate ad altri materiali della famiglia delle perovskiti, riducendo tempi e costi di sperimentazione. Insomma, la ricerca, non solo chiarisce un dubbio scientifico, ma getta le basi per una nuova generazione di celle solari più stabili, efficienti e durevoli. Un passo fondamentale per accelerare la transizione energetica e ridurre la dipendenza dal silicio tradizionale.