Celle solari flessibili in CIGS, efficienza al 21,4%

Il laboratorio svizzero EMPA raggiunge un nuovo record solare accorciando la distanza tra il tradizionale fotovoltaico in silicio cristallino e quello a film sottile

Celle solari flessibili
Credits: EMPA

I traguardi delle celle solari flessibili in GIGS

(Rinnovabili.it) – C’era stato un primo record nel 2005; poi nel 2010, nel 2011, nel 2013 e infine nel 2019. Ora, solo due anni dopo, il laboratorio federale svizzero per la scienza e la tecnologia dei materiali EMPA segna l’ennesimo traguardo nel fotovoltaico a film sottile. I ricercatori dell’ente hanno infatti realizzato innovative celle solari flessibili in CIGS con un’efficienza al 21,4 per cento. Il valore, certificato in maniera indipendente dal Fraunhofer ISE di Friburgo, costituisce una prima mondiale per questa categoria. A titolo di confronto, le classiche celle in silicio cristallino hanno raggiunto una percentuale massima di conversione del 26,7 per cento.

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In questo caso tecnologia si basa sul diseleniuro di rame indio gallio (Cu(In,Ga)Se2) o CIGS, materiale semiconduttore composito che consente la produzione di celle solari flessibili e leggere su pellicole polimeriche. Nel dettaglio le unità vengono lavorate su film plastici mediante un metodo di co-evaporazione a bassa temperatura per la crescita del semiconduttore. Lo scienziato dell’EMP Shiro Nishiwaki ha ottimizzato la composizione dello strato di assorbimento luminoso per migliorarne le proprietà elettroniche e ottiche. E nel contempo ha sviluppato nuovi metodi per il drogaggio dei metalli alcalini. I ricercatori hanno quindi studiato gli effetti dell’esposizione combinata al calore e all’illuminazione dopo il trattamento delle celle solari riscontrando un aumento delle prestazioni fotovoltaiche, che rimangono stabili dopo diversi mesi. 

Si tratta di innovazioni pronte a raggiungere il mercato. I prodotti in CIGS sono, infatti, già disponibili in commercio: una nicchia di mercato a cui partecipa anche lo spin-off Flisom, co-fondato da Ayodhya N. Tiwari, lo scienziato alla guida del laboratorio Thin Films and Photovoltaics dell’EMPA. “Gli sviluppi futuri – aveva commentato Tiwari in occasione del record 2019 – saranno mirati in particolare al trasferimento del nostro nuovo processo da laboratorio a scala industriale al fine di aumentare la produzione di energia e la redditività dei sistemi fotovoltaici”.

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I dettagli della ricerca sono stati presentati ieri da Romain Carron, responsabile della ricerca CIGS presso il centro svizzero, alla 38a Conferenza ed esposizione europea sull’energia fotovoltaica (EU PVSEC).

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