• Articolo Sunnyvale, 5 luglio 2018
  • Il fotovoltaico in film sottile GaAs tocca il 28,9% d’efficienza

  • Alta Devices: “Un risultato raggiunto grazie all’estrazione della luminescenza interna”

film sottile GaAs
 

 

Le celle solari in film sottile GaAs si avvicinano al 30% di efficienza

(Rinnovabili.it) – Sulla carta il fotovoltaico in film sottile GaAs (arseniuro di gallio) ha un’efficienza teorica massima del 33,5 per cento, il cosiddetto limite di Shockley-Queisser. In altre parole, è in grado da solo, senza concentrazione della luce o secondi semiconduttori, di trasformare più di un terzo dell’energia incidente in elettricità. A causa di ovvie limitazioni pratiche, le celle realizzate finora hanno rese decisamente più basse. I ricercatori del campo solare sono convinti tuttavia di poter raggiungere e portare sul mercato almeno il 30 per cento. Un obiettivo a cui punta oggi anche l’Alta Devices, una consociata della cinese Hanergy Group.

L’azienda è specializzata nella produzione di fotovoltaico a film sottile GaAs ed ha da poco segnato il suo ennesimo record mondiale d’efficienza: come certificato dal NREL (National Renewable Energy Laboratory), l’impresa californiana ha prodotto la prima cella solare GaAs con un’efficienza di conversione del 28,9 per cento.

 

Il professor Eli Yablonovitch dell’Università della California Berkeley e cofondatore di Alta Devices, spiega l’importanza di questo risultato “Si tratta della prima cella solare basata sull’estrazione della luminescenza interna (“Internal Luminescence Extraction”), il che ci ha permesso di mantenere un vantaggio sugli altri. Questo principio scientifico sarà presente in tutte le future celle solari ad alta efficienza”. L’estrazione della luminescenza prevede l’uso di un design ottico, come uno specchio posteriore o superfici strutturate, per aiutare i fotoni interni a uscire dalla superficie frontale di una cella solare e quindi aumentare l’efficienza di conversione. “Raggiungere un nuovo record per questa classe di dispositivi – aggiunge Harry Atwater professore della Caltech e cofondatore della società – è un punto di riferimento perché si tratta di una cella solare a una giunzione e un sole (la radiazione solare standard, senza concentrazione)”. La società utilizza un processo di deposizione chimica in fase di vapore chimico (MOCVD) e una tecnica di sollevamento epitassiale (ELO), che crea una cella solare sottile, flessibile e leggera per applicazioni di nicchia, come i dispositivi autonomi.

Un Commento

  1. Nicola
    Posted agosto 30, 2019 at 7:17 pm

    L’arseniuro di gallio GaAs e’ una sostanza solida che contiene due elementi uno il Gallio con valenza 3 e l’Arsenico con valenza 5. Si osservi che la somma 3+5=8 che implica ciò che i chimici chiamano ottetto elettronico, ovvero il composto è stabile ma non solo il valore tre implica un elettrone in meno rispetto al Si che ne possiede 4 mentre il valore 5 implica un elettrone in più rispetto al classico 4 del silicio. Ebbene il Gallio è un semiconduttore di tipo p (deficiente di elettroni) mentre l’Arsenico è un semiconduttore n (eccedente di elettroni) cosicché l’accoppiamento p/n rappresenta di per sè la giunzione adatta a trasformare i fotoni di luce in elettroni e lacune quando la giunzione è colpita dalla luce solare. In tal caso usando direttamente GaAs senza Silicio si ottiene lo stesso effetto del “drogaggio” p/n sul Silicio.

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