Perovskite

Disambiguazione – Se stai cercando gli ossidi con la struttura reticolare della perovskite, vedi perovskiti.
Perovskite
Classificazione Strunz (ed. 10)4.CC.30
Formula chimicaCaTiO3
Proprietà cristallografiche
Sistema cristallinoortorombico
Classe di simmetriadipiramidale
Parametri di cellaa = 5,447(1) Å, b = 7,654(1) Å, c = 5,388(1) Å, V = 224,63 ų, Z = 4
Gruppo puntuale2/m 2/m 2/m
Gruppo spazialePnma (nº 62)
Proprietà fisiche
Densità misurata3,98 - 4,26 g/cm³
Densità calcolata4,02 g/cm³
Durezza (Mohs)5,5
Sfaldaturaimperfetta secondo {001}
Fratturada irregolare a semi concoide
Colorenero, marrone rossastro, giallo arancio, giallo miele, nero bluastro
Lucentezzaadamantina, metallica, semi-metallica
Opacitàda trasparente a traslucida
Striscioda grigio-bianco a incolore
Diffusionediffuso
Si invita a seguire lo schema di Modello di voce – Minerale

La perovskite (simbolo IMA: Prv) è un minerale molto comune composto da ossido di calcio e titanio ortorombico in forma di titanato di calcio. Si tratta di un minerale comune che dà anche il nome all'omonimo supergruppo, all'interno del quale viene collocato nel gruppo delle perovskiti stechiometriche e da lì al sottogruppo della perovskite; appartiene alla famiglia degli "ossidi e idrossidi" e possiede composizione chimica CaTiO3.

È particolarmente nota per l'uso che ne viene fatto in celle fotovoltaiche ad alta efficienza.

Etimologia e storia

La perovskite è stata chiamata in questo modo nel 1839 dal mineralogista tedesco Gustav Rose (1798 - 1873) in onore del mineralogista e politico russo Lev Alekseevič Perovskij (1792-1856), che diede inizio a molti scavi minerari.

Classificazione

La classica nona edizione della sistematica dei minerali secondo Strunz, aggiornata dall'Associazione Mineralogica Internazionale (IMA) fino al 2009, elenca la perovskite nella classe "4. Ossidi (idrossidi, V[5,6] vanadati, arseniti, antimoniti, bismutiti, solfiti, seleniti, telluriti, iodati)" e nella sottoclasse "4.C Metallo:Ossigeno = 2:3, 3:5 e simili"; questa è ulteriormente suddivisa in base alla dimensione dei cationi coinvolti, in modo da trovare la perovskite nella sezione "4.CC Con cationi di media e grande dimensione" dove insieme a barioperovskite, lakargiite, latrappite, lueshite, megawite e natroniobite forma il sistema nº 4.CC.30.

Tale classificazione rimane invariata anche nell'edizione successive, proseguita dal database "mindat.org" e chiamata Classificazione Strunz-mindat.

Nella Sistematica dei lapis (Lapis-Systematik) di Stefan Weiß la perovskite si trova nella sezione degli "ossidi" e nella sottoclasse degli "ossidi con rapporto metallo:ossigeno = 2:3 (M2O3 e composti correlati)"; qui forma la "serie della perovskite" con il numero di sistema IV/C.10 insieme a megawite, lakargiite, latrappite, barioperovskite, tausonite, loparite, isolueshite, pauloabibite, lueshite, natroniobite, macedonite, vapnikite.

Anche la classificazione dei minerali secondo Dana, usata principalmente nel mondo anglosassone, elenca la perovskite nella famiglia degli "ossidi e idrossidi"; qui è nella classe degli "ossidi" e nella sottoclasse degli "ossidi semplici con carica cationica 3+ (A2O3)", dove forma il "gruppo della perovskite" con il sistema nº 04.03.03 insieme a latrappite, loparite, lueshite, barioperovskite e tausonite.

Abito cristallino

La perovskite cristallizza nel sistema ortorombico nel gruppo spaziale Pnma (gruppo nº 62) con i parametri di cella a = 5,447(1) Å, b = 7,654(1) Å e c = 5,388(1) Å, oltre ad avere 4 unità di formula per cella unitaria.

Origine e giacitura

La perovskite è un minerale accessorio nelle rocce mafiche alcaline, come sieniti nefeliniche, kimberliti, carbonatiti ed è un minerale accessorio comune nelle inclusioni ricche di calcio–alluminio in alcune condriti carbonacee. La perovskite è presente anche in skarn calcarei. La paragenesi è con åkermanite-gehlenite, ilmenite, magnetite, nefelina e titanite.

La perovskite è un minerale molto comune e sono numerosissimi i siti di ritrovamento. Qui si ricorda solo la sua località tipo è la miniera di "Achmatov" (55.30417°N 59.65611°E) nel Kusinskij rajon nell'oblast' di Čeljabinsk (in Russia).

Forma in cui si presenta in natura

La perovskite forma strutture solitamente simili a cubi distorti, con la dimensione laterale fino a 12 cm, striati parallelamente a [001] e [110]; più raramente la forma è cubico-ottaedrica od ottaedrica, con forme aggiuntive di tipo scheletrico, dendritico, reniforme o granulare-massiccio.

La perovskite è da trasparente a traslucida con lucentezza tra l'adamantino e il semi-metallico; il colore può essere nero, marrone rossastro, giallo arancio, giallo miele, nero bluastro, mentre il colore del suo striscio va dal grigio-bianco all'incolore.

Utilizzi

Al 2022 le celle fotovoltaiche con perovskite hanno raggiunto un'efficienza energetica del 24%, conservata all'87% dopo 2 400 ore di funzionamento a 55 °C. Sempre nel 2022, con la tecnologia a 4 terminali è stata raggiunta un'efficienza del 31.2%. Nel giugno del 2024 la società cinese "LONGi Green Energy Technology Co., Ltd." ha annunciato un nuovo record di efficienza delle celle tandem silicio-perovskite del 34,6%, battendo il proprio precedente record del 33.9% di meno di un anno prima. L'efficienza teorica di queste celle tandem è del 43%.

Note

  1. 1 2 (EN) Strunz-Mindat (2025) Classification - With large and medium-sized cations, su mindat.org, Hudson Institute of Mineralogy. URL consultato il 2 aprile 2025.
  2. 1 2 3 (EN) Malcolm Back et al., The New IMA List of Minerals – A Work in Progress – Updated: January 2025 (PDF), su cnmnc.units.it, IMA/CNMNC, Marco Pasero, marzo 2025. URL consultato il 2 aprile 2025.
  3. 1 2 3 (EN) Perovskite Mineral Data, su webmineral.com, David Barthelmy. URL consultato il 2 aprile 2025.
  4. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 (EN) Perovskite, su mindat.org, Hudson Institute of Mineralogy. URL consultato il 2 aprile 2025.
  5. 1 2 3 4 (EN) Perovskite (PDF), su handbookofmineralogy.org. URL consultato il 2 aprile 2025.
  6. 1 2 3 (DE) Perovskite, su mineralienatlas.de. URL consultato il 2 aprile 2025.
  7. ↑ (EN) Laurence N. Warr, IMA–CNMNC approved mineral symbols (PDF), in Mineralogical Magazine, vol. 85, 2021, pp. 291-320, DOI:10.1180/mgm.2021.43. URL consultato il 2 aprile 2025 (archiviato dall'url originale il 9 febbraio 2025).
  8. 1 2 (EN) 34.6%! Record-breaker LONGi Once Again Sets a New World Efficiency for Silicon-perovskite Tandem Solar Cells, su Longi. URL consultato il 2 aprile 2025.
  9. ↑ (DE) Strunz 9 Systematik - 4 Oxide, Hydroxide (Oxide, Hydroxide, V[5,6]-Vanadate, Arsenite, Antimonite, Bismutite, Sulfite, Selenite, Tellurite, Iodate) - 4.C Metall: Sauerstoff = 2: 3,3: 5, und vergleichbare - 4.CC Mit großen und mittelgroßen Kationen, su mineralienatlas.de. URL consultato il 16 aprile 2025.
  10. ↑ (DE) Lapis Classification - IV OXIDE - IV/C Oxide mit Verhältnis Metall:Sauerstoff = 2:3 (M2O3 und verwandte Verbindungen), su mineralienatlas.de. URL consultato il 2 aprile 2025.
  11. ↑ (EN) Dana Classification 8th edition - A2X3, su mindat.org, Hudson Institute of Mineralogy. URL consultato il 2 aprile 2025.
  12. ↑ (EN) Localities for Perovskite, su mindat.org, Hudson Institute of Mineralogy. URL consultato il 2 aprile 2025.
  13. ↑ (EN) Akhmatov mine, Magnitka, Kusinsky District, Chelyabinsk Oblast, Russia, su mindat.org, Hudson Institute of Mineralogy. URL consultato il 2 aprile 2025.
  14. ↑ (EN) National Renewable Energy Laboratory, New breakthrough pushes perovskite cell to greater stability, efficiency, su techxplore-com.cdn.ampproject.org, 6 settembre 2022. URL consultato il 2 aprile 2025.
  15. ↑ Meravigliosa perovskite: superato il limite del 30% di efficienza sui pannelli fotovoltaici, su Hardware Upgrade. URL consultato il 2 aprile 2025.

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