Il record del fotovoltaico tandem, 28,7% d’efficienza con Si-perovskite

Solliance ha raggiunto il risultato con una configurazione tandem a quattro terminali, una cella perovskite trasparente ad alta efficienza e un prototipo in silicio cristallino a eterogiunzione con contatto posteriore interdigitato

fotovoltaico tandem
(photo: Niels van Loon)

Passi avanti per il fotovoltaico tandem a 4 terminali

(Rinnovabili.it) – European Solliance Solar Research, un consorzio con sede nei Paesi Bassi, ha segnato due record nel campo del fotovoltaico tandem grazie ad una nuova cella solare in perovskite trasparente. L’unità è frutto della ricerca congiunta  dell’istituto TNO, EnergyVille e l’Università di tecnologia di Eindhoven (tutti membri di Solliance).

Il fotovoltaico tandem offre un percorso praticabile e attraente per aumentare l’efficienza delle celle e dei moduli solari in commercio. La tecnologia permette, infatti, di combinare celle solari diverse (quindi semiconduttori con bande proibite differenti) una sopra l’altra per ampliare la quantità di luce sfruttata, aumentando l’efficienza complessiva. In questo caso, l’architettura fv può essere a 4 o 2 terminali, a seconda che le celle forniscano energia elettrica separatamente o no.

cella solare tandem
Credits: TNO

L’opzione “quattro terminali” ha alcuni vantaggi pratici, permettendo di sfruttare esperienza e metodologie già disponibili nel settore. E sono interessanti soprattutto in combinazione con il fotovoltaico bifacciale. 

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La nuova svolta firmata Solliance si inserisce esattamente a questo livello. I membri del consorzio hanno realizzato una cella di perovskite trasparente ad alta efficienza nel vicino infrarosso, capace di convertire il 18,6% della luce incidente in elettricità. L’unità è stata impilata tramite un approccio a 4 terminali con un prototipo di cella in silicio cristallino IBC (Interdigitated Back Contact, contatti posteriori interdigitati) ad eterogiunziozione (HJT), realizzato dalla Panasonic. L’accoppiata ha raggiunto un’efficienza tandem record per questa tipologia, del 28,7 per cento.

L’unità in perovskite è stata combinata anche con altre celle solari di fondo o tecnologie, ottenendo altrettanti risultati interessanti. Nel dettaglio in combinazione con una cella in silicio cristallino HJT con tecnologia Metal Wrap Through (MWT) è stata ottenuta un’efficienza tandem del 28,2%; con una cella commerciale in silicio cristallino e tecnologia PERC, della Solarlab Aiko Europe GmbH, è stata raggiunta un’efficienza tandem del 27,7%; con una cella CIGS flessibile di MiaSolé, si è toccato il record del 27,0%.

Queste prestazioni sono state ottenute regolando le proprietà optoelettriche dell’unità in perovskite per adattarle meglio alle proprietà ottiche della cella inferiore”, spiega il dottor Dong Zhang di TNO / Solliance. “Successivamente, abbiamo determinato i fattori di perdita nella configurazione a quattro terminali e li abbiamo ridotti al minimo passo dopo passo. Infine, abbiamo ottimizzato la gestione della luce dell’intero dispositivo fotovoltaico tandem. In altre parole, abbiamo massimizzato l’assorbimento luminoso”.

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