Fotovoltaico in silicio amorfo, l’efficienza supera il 25%

Il valore di conversione è stato raggiunto da un gruppo internazionale di scienziati in una cella solare a eterogiunzione in silicio amorfo/cristallino

Fotovoltaico in silicio amorfo
By Fieldsken Ken Fields – Own work, CC BY-SA 3.0, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=10862035

Migliorata la raccolta di luce nel fotovoltaico in silicio amorfo

(Rinnovabili.it) – Potrebbe non essere noto come i suoi fratelli “cristallini”, ma il silicio amorfo è un semiconduttore tecnologicamente importante per diversi dispositivi elettronici. Ma soprattutto ha una lunga storia di utilizzo nelle applicazioni fotovoltaiche, dalle prime calcolatrici solari alle pellicole di ultima generazione. Nonostante prestazioni notevolmente ridotte rispetto al silicio mono e policristallino, questo materiale offre infatti un costo ridotto, una produzione semplificata e una notevole flessibilità delle applicazioni. Il problema principale rimane la scarsa capacità di raccolta della luce.

In passato diversi scienziati hanno cercato di aumentare le prestazioni, drogando il silicio amorfo con il boro. Tuttavia, finora la maggior parte ha ottenuto risultati scarsi e inaffidabili. Ci riprovano oggi i ricercatori dell’Accademia cinese delle scienze (CAS), della Zhongwei New Energy e della King Abdullah University of Science and Technology (KAUST) attraverso  una nuova strategia che potrebbe migliorare significativamente l’efficienza del fotovoltaico in silicio amorfo.

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Come spiegato nell’articolo pubblicato su Nature Energy, il team è ricorso al light soaking, letteralmente ammollo nella luce. Nei loro esperimenti, Liu e colleghi hanno scoperto che la luce può indurre la diffusione e il salto di atomi di idrogeno debolmente legati nel silicio amorfo idrogenato. Questo a sua volta attiva il drogaggio del boro, migliorando la capacità di raccolta della luce. L’effetto riportato è reversibile e la conduttività oscura del materiale (capacità di generare cariche anche quando nessun fotone entra nel dispositivo) diminuisce spontaneamente nel tempo, una volta che le celle non sono più illuminate.

Il gruppo ha testato il proprio approccio in celle solari a eterogiunzione di silicio (amorfo/cristallino). Ha quindi valutato le prestazioni a una temperatura standard di 25°C. Gli esperimenti mostravano un’efficienza di conversione su un’area di 244,63 cm2 del 25,18% con un fattore di riempimento dell’85,42%. Si tratta di risultati promettenti che, spiega il team, potrebbero essere ulteriormente migliorati nei prossimi studi.

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