Fotovoltaico tandem, efficienza al 26% grazie alla ricerca italiana

ENEA, Università di Roma “Tor Vergata” e IIT  hanno fatto compiere un salto di qualità alle celle solari multigiuzione in silicio-perovskite, conquistando un nuovo record mondiale

fotovoltaico tandem
Credit: Enea

 

 

Gli scienziati italiani puntano a portare l’efficienza del fotovoltaico tandem silicio-perovskite al 30%

(Rinnovabili.it) – Il fotovoltaico tandem in silicio e perovskite segna un nuovo record mondiale e stavolta il merito è tutto italiano. Dietro agli ultimi progressi del solare multigiuzione c’è infatti un gruppo di scienziati provenienti dal Laboratorio di Tecnologie Fotovoltaiche dell’Enea, dal centro CHOSE dell’Università di Roma “Tor Vergata” e dal Graphene Labs ( con il suo spin-off BeDimensional) dell’Istituto Italiano di Tecnologia- IIT. Insieme il team ha portato l’efficienza di conversione di questa tecnologia sopra al 26 per cento. Per la precisione il campione ha dimostrato un’efficienza del 26,3 per cento (stabilizzata al 25,9 per cento) su un area attiva di 1,43 cm quadrati (leggi anche Celle solari tandem in perovskite, efficienza al 24,8%).

 

Il fotovoltaico tandem perovskite-silicio rappresenta uno dei campi di ricerca più interessanti e promettenti per andare oltre il limite del storico semiconduttore. Si tratta di dispositivi a giunzione multipla in cui l’utilizzo di strutture di celle sovrapposte, caratterizzate da gap energetici differenti, permette di massimizzare l’assorbimento della radiazione solare. 

Il nuovo dispositivo “made in Italy” è composto da due celle solari accoppiate meccanicamente una sull’altra: quella frontale è a base di perovskite e possiede una banda larga che converte bene la luce blu e verde dello spettro solare. Quella rossa ed infrarossa vi passa invece attraverso andando a colpire la cella posteriore realizzata in silicio.

La combinazione dei due materiali – sottolinea Mario Tucci, responsabile del Laboratorio Tecnologie Fotovoltaiche dell’ENEA – massimizza l’assorbimento dei raggi solari e produce un’elevata foto-tensione, pari alla somma delle tensioni generate dalle due singole celle, producendo in questo modo una maggiore efficienza rispetto ad una singola cella solare”.

Il record del 26,3 per cento di efficienza è stato raggiunto soprattutto grazie a due elementi chiave: il grafene utilizzato per drogare lo strato selettivo della perovskite e migliorarne le prestazioni nella cella in perovskite; l’eterogiunzione con film amorfi nella cella posteriore in silicio, che ha consentito di aumentarne la tensione.

 

Grazie alla tecnica messa a punto dai ricercatori italiani  nella struttura tandem delle celle, – si legge nella nota stampa – è possibile conservare i vantaggi delle singole tecniche di fabbricazione, combinando la semplicità di realizzazione di film sottili in perovskite mediante ‘solution process’con la produzione di celle in silicio ad eterogiunzione”. Il prossimo obiettivo spiega il team è portare il fotovoltaico tandem silicio perovskite ad un’efficienza del 30 per cento.

I risultati del lavoro sono stati pubblicati sulla rivista Joule (testo in inglese).

 

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