Gli scienziati del Centro di ricerca sull'energia dei Paesi Bassi hanno regalato al fotovoltaico tandem un'efficienza di conversione del 30,2%
Il fotovoltaico punta a raggiungere il 35% d’efficienza grazie alle nuove celle solari bifacciali Silicio-perovskite
(Rinnovabili.it) – Prendete le ultime innovazioni in materia di fotovoltaico ad alta efficienza e fondetele insieme in un unico dispositivo. Nascono così le nuove celle solari bifacciali in silicio e perovskite del Centro di ricerca sull’energia dei Paesi Bassi (ECN). Gli scienziati olandesi, in collaborazione con il consorzio Solliance, sono specializzati sulle applicazioni solari tandem, ossia celle a giunzione multipla in cui in cui sono presenti diversi semiconduttori con differente band gap per garantire un maggior assorbimento dell’intero spettro solare.
In questo campo di ricerca una delle accoppiate più interessanti è quella tra silicio, il semiconduttore storico, e le perovskiti, cristalli con strutture ibride organiche-inorganiche che incarnano la nuova promessa fotovoltaica. Studi precedenti hanno mostrato l’ottima collaborazione fra i materiali: la perovskite, infatti, converte efficientemente la luce blu e verde, permettendo a quella rossa e infrarossa di raggiungere il silicio, che lavora meglio in questo gap di banda. Il risultato immediato è un’efficienza in grado di superare il valore limite del singolo semiconduttore. Il valore più alto registrato per questa tecnologia era un 25,2 per cento, raggiunto lo scorso giugno da un team di scienziati svizzeri. Il tempo passato è d’obbligo perché i ricercatori dell’ECN sono riusciti a spingere l’efficienza di conversione addirittura oltre il 30 per cento.
Il “segreto”, come spiega l’Organizzazione olandese per la Ricerca scientifica applicata (di cui fa parte ENC), sta tutto nell’aver impiegato un’unità in silicio bifacciale, che presenta pertanto due facce attive, una anteriore ed una posteriore.
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“Il fotovoltaico industriale in silicio ha spesso una resa che va dal 20% al 22%, con valori fino al 25% per alcuni progetti speciali. L’efficienza massima teorica per questo materiale (in condizioni di laboratorio) è 29,4%, ma nella pratica si parla del 26%”, spiega l’organizzazione. “Per ottenere un rendimento superiore a questo limite, ECN e il suo partner hanno combinato due tecnologie per convertire la luce in energia solare in modo ancora più efficace”.
Il dispositivo multigiunzione proposto utilizza una configurazione a quattro terminali, con circuiti separati per la cella superiore e quella inferiore che consentono l’ottimizzazione della resa energetica. Grazie al nuovo design, le celle solari bifacciali Si-perovskite sono in grado di convertire in elettricità il 30,2% della luce ma l’obiettivo finale è ben più alto: toccare un valore del 35% entro 3-5 anni. “Raggiungere la soglia del 30% è il primo importante traguardo nello sviluppo del tandem bifacciale”, spiega Gianluca Coletti, Program Manager per la tecnologia multigiunzione all’ECN di Tandem Technology. “Il nostro prossimo obiettivo sarà quello di lavorare sulla scalabilità, l’integrazione e l’affidabilità. Vogliamo accorciare i tempi di commercializzazione e stiamo lavorando assieme ai nostri partner per rendere la tecnologia pronta per la produzione di massa”.
