TNO, TU Eindhoven, imec e TU Delft hanno unito le forze per realizzare una cella solare tandem in silicio e perovskite a 4 terminali con un'efficienza di conversione del 30%
Nuovi traguardi per il solare grazie alla cella perovskite-silicio belgo-olandese
(Rinnovabili.it) – Superato il traguardo del 30% di efficienza per la tecnologia solare perovskite-silicio. Il merito va ad un nutrito gruppo di ricercatori, partner di Solliance, che hanno unito le forze per far fare al fotovoltaico tandem un balzo in avanti. TNO, TU Eindhoven, imec e TU Delft hanno realizzato una cella perovskite-silicio in grado di convertire il 30,1% di luce incidente in elettricità.
In realtà per l’accoppiata silicio-perovskite non si tratta di un novità. Già a luglio 2022 gli scienziati del Laboratorio fotovoltaico dell’EPFL in collaborazione con colleghi del centro di innovazione CSEM, hanno notificato il raggiungimento del 31,25% con un’architettura 2 terminali. Ma la ricerca condotta dai partner Solliance fa propri altri passi avanti, focalizzandosi su 4 terminali.
I vantaggi del fotovoltaico tandem
L’approccio tandem permette di raggiungere efficienze maggiori rispetto alla tecnologia a singola giunzione grazie a un migliore sfruttamento dello spettro solare. Una delle tendenze che va per la maggiore in questo campo, impiega silicio commerciale per il dispositivo inferiore e perovskite per la cella superiore; quest’ultima è caratterizzata da una conversione altamente efficiente della luce ultravioletta e visibile e un’eccellente trasparenza alla luce del vicino infrarosso.
Nei dispositivi tandem a quattro terminali (4T) l’unità superiore e quella inferiore funzionano indipendentemente l’una dall’altra, il che rende possibile l’impiego di diverse celle inferiori. “La tecnologia PERC commerciale così come le quelle premium come l’eterogiunzione o TOPCon oppure lil fotovoltaico film sottile a base di CIGS possono essere implementate in un dispositivo tandem 4T senza quasi nessuna modifica alle celle solari”, spiega Solliance in una nota stampa. “Inoltre, l’architettura a quattro terminali semplifica l’implementazione di tandem bifacciali per aumentare ulteriormente la resa energetica”.
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Per raggiungere il loro risultato i ricercatori hanno migliorato prima le prestazioni delle celle in perovskite semitrasparente, realizzando un’area di 3mm2 con un’efficienza del 19,7% (valore certificato in maniera indipendente). “Questo tipo di cella solare presenta un contatto posteriore altamente trasparente che consente a oltre il 93% della luce del vicino infrarosso di raggiungere il dispositivo inferiore”, spiega il dottor Mehrdad Najafi di TNO. Quest’ultimo è una cella solare in silicio a eterogiunzione larga 20mm2. L’unità è dotata di “passivazione superficiale ottimizzata, ossidi conduttivi trasparenti e contatti frontali placcati in Cu”, aggiunge a Yifeng Zhao, dottorando presso TU Delft. Il risultato è stato presentato durante l’ottava conferenza mondiale sulla conversione dell’energia fotovoltaica (WCPEC-8) a Milano.
