Perovskite-silicio strutturato, EPFL porta l’efficienza al 29,2%

Gli scienziati della Politecnico Federale di Losanna hanno creato una cella solare tandem ad alta efficienza basata su silicio cristallino di tipo p industriale. Rappresenta il passaggio intermedio verso rese superiori al 30%

Perovskite-silicio strutturato
Credits: © Christian Wolff / EPFL

 Nuovo record mondiale per il fotovoltaico perovskite-silicio strutturato

(Rinnovabili.it) – Nuovi traguardi raggiunti nel campo del fotovoltaico tandem. I ricercatori del Politecnico federale di Losanna (EPFL) hanno aggiunto un ulteriore tassello nel percorso verso la commercializzazione di celle solari in perovskite-silicio.

L’accoppiata in sé non è nuova. Da tempo la ricerca fotovoltaica ha messo gli occhi su questo mix di materiali con l’obiettivo di portare sul mercato prodotti con efficienze superiori al 30%. E sulla carta le potenzialità ci sono tutte. Il silicio standard assorbe i fotoni a bassa energia, mentre la perovskite rappresenta il materiale ideale per sfruttare al meglio i fotoni blu ad alta energia. Mettere assieme questi due semiconduttori significa ampliare la porzione di spettro luminoso sfruttabile e di conseguenza anche il rendimento complessivo.

Ma a livello pratico rimangono diversi nodi tecnici. Uno degli ostacoli da superare è riuscire a rivestire uniformemente, con un sottile film di perovskiti, la superficie del silicio cristallino. Quest’ultima infatti viene prodotta a livello industriale uniformemente ruvida (o strutturata) con il preciso scopo di ridurre i riflessi. Rendendo, difatti, difficile la crescita dei cristalli di perovskite. Ma gli scienziati del Photovoltaics and Thin Film Electronics Laboratory (PV-lab) dell’EPFL, guidati da Christophe Ballif, hanno trovato un modo per affrontare l’ostacolo. E nel 2018 hanno creato la prima cella perovskite-silicio strutturato con un’efficienza del 25,2%.

Oggi i ricercatori alzano nuovamente l’asticella. Grazie al miglioramento del processo di cristallizzazione della perovskite e allo sviluppo di “strati finestre” altamente trasparenti, hanno ottenuto celle da un centimetro quadrato con una resa del 29,2%. Valore record per questo segmento, certificato in maniera indipendente dal Fraunhofer ISE.

Ma per il team si tratta solo di un passaggio intermedio verso il vero obiettivo: realizzare una cella tandem perovskite-silicio strutturato con efficienza superiore al 30%. “Sono ancora necessari diversi anni di ricerca e sviluppo per portare sul mercato tale tecnologia e processi di produzione”, spiega Ballif. “Ma la maggiore efficienza che abbiamo dimostrato senza modificare la struttura frontale sarà molto interessante per l’industria del fotovoltaico”.

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