Moduli fotovoltaici tandem in perovskite, verso la produzione di massa

I ricercatori del Karlsruhe Institute of Technology hanno sviluppato un prototipo di modulo da 12,25 m2 e con un 19,1% di efficenza, completamente scalabile.

Moduli fotovoltaici tandem in perovskite
Credito: Dr. Bahram Abdollahi Nejand, KIT

I primi moduli fotovoltaici tandem di sola perovskite e ad alta efficienza

(Rinnovabili.it) – Negli ultimi anni, le celle solari a base di perovskiti si sono dimostrate una soluzione energetica particolarmente promettente grazie alla loro elevata efficienza e ai bassi costi di produzione. Ma tra le prestazioni delle celle in laboratorio e quelle dei moduli commerciali in condizioni ambientali reali, esiste ancora una grande discrepanza. Uno dei problemi principali risiede proprio nella scalabiltà del processo produttivo. Quello che funziona su piccola scala, non sempre si riesce a replicare su superfici più ampie.

Un aiuto arriva oggi da una ricerca condotta presso il Karlsruhe Institute of Technology (KIT), in Germania. Un gruppo di scienziati dell’istituto ha sviluppato dei moduli fotovoltaici tandem al 100% in perovskite, ad alta efficienza e completamente scalabili. Si tratta, come spiega lo stesso KIT in una nota stampa, di un risultato unico nel suo genere a livello mondiale, merito di una serie di interventi su modulo e celle.

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Nel dettaglio ricercatori sono stati in grado di passare da singole celle in perovskite con un’efficienza del 23,5% in un’area di apertura di 0,1 centimetri quadrati a moduli fotovoltaici con un’efficienza del 19,1% in un’area di apertura di 12,25 centimetri quadrati. L’area dell’apertura è la parte utilizzabile della superficie che non è coperta da elettrodi, cornici o dispositivi di fissaggio. La perdita di efficienza durante il processo di upscaling è fisiologica e in questo caso il 5% in meno è una percentuale relativamente bassa.

Il risultato raggiunto risultato si basa su tre innovazioni chiave. I ricercatori del KIT hanno aumentato l’efficienza ottimizzando il percorso della luce e riducendo i riflessi nell’architettura cellulare. Inoltre hanno implementato un layout efficiente per i moduli tandem utilizzando la scrittura laser ad alto rendimento che consente la produzione di mini-moduli funzionali con strisce di celle interconnesse a due terminali. Infine, sono stati utilizzati processi di rivestimento già convalidati a livello industriale. I risultati della ricerca sono stati pubblicati su Nature Energy (testo in inglese).

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