L'azienda fotovoltaica cinese ha raggiunto un'efficienza di conversione del 33,34%, la più alta mai toccata con l'architettura tandem perovskite-silicio TOPCon ti tipo N
La cella solare tandem perovskite/TOPCon di Jinko
Era soltanto il 2022 quando la tecnologia fotovoltaica tandem perovskite-silicio superò per la prima volta il 30% di efficienza di conversione della luce in elettricità. Oggi, a meno di due anni di distanza da quel primo grande risultato, la tecnologia continua a correre verso nuovi primati mondiali, puntando ad avvicinarsi il più possibile al nuovo limite teorico. Ossia un 43% di efficienza. L’ultimo progresso in questa direzione arriva da JinkoSolar, azienda fotovoltaica cinese che ha realizzato una cella solare tandem perovskite/TOPCon da record.
Il fotovoltaico tandem perovskite/silicio
Introdotto per la prima volta nel 2013 il fotovoltaico tandem perovskite/silicio è apparso fin da subito come uno degli approcci più interessanti per aumentare la resa solare senza l’impiego di concentratori. E mantenendo la produzione economicamente vantaggiosa. L’idea consiste nell’unire semiconduttori con gap di banda diversi in un unico dispositivo, per ampliare la porzione di spettro solare sfruttabile. In questo caso il silicio riesce ad utilizzare in modo efficiente i fotoni a bassa energia, mentre le perovskiti possono essere sintonizzate per assorbire l’estremità a frequenza più alta dello spettro.
In tale contesto la maggior parte degli sforzi del mondo accademico si sono concentrati su tandem monolitici a due terminali, in cui la sottocella di perovskite è fabbricata direttamente su una cella solare in silicio, collegate in serie tramite una giunzione interna. Un approccio che offre un minore numero di fasi di lavorazione dei materiali rispetto all’alternativa “meccanica”. Il fotovoltaico tandem può infatti essere realizzato anche impilando fisicamente una cella in perovskite semitrasparente su una cella in silicio. Il vantaggio? L’integrazione è più semplice e i sottomoduli funzionano indipendentemente.
Perovskite/Si, il record di efficienza
In realtà per questo segmento il valore più alto mai raggiunto in termini di conversione della luce in elettrica spetta a Longi che a novembre 2023 ha ottenuto un’efficienza del 33,9%. Ma un riconoscimento va innegabilmente anche a Jinko solar dal momento che la sua è la prima cella solare tandem perovskite/ silicio con tecnologia TOPCon di tipo N ad aver raggiunto un’efficienza di conversione del 33,34%.
Uno dei vantaggi di questo progresso consiste nell’aver impiegato una tecnologia comprovata come la TOPCon, acronimo di Tunnelling Oxide Passivated Contact. La cella TOPCon possiede un retro completamente passivato, contatti inclusi, tramite l’aggiunta di un sottile strato di ossido di silicio. Questo elemento crea una giunzione tunnel che consente un migliore trasporto e raccolta degli elettroni, mentre riduce la velocità di ricombinazione. I moduli fotovoltaici TOPCon quindi funzionano bene anche in condizioni di scarsa illuminazione.
La cella solare tandem alla perovskite di Jinko impiega un unità TOPCon monocristallina ad alta efficienza di tipo n come cella inferiore. Attraverso vari materiali e innovazioni tecnologiche, tra cui la tecnologia di contatto passivato in silicio policristallino ultrasottile, una nuova tecnologia di intrappolamento della luce, uno strato di ricombinazione intermedio con elevata trasmissione luminosa ed elevata mobilità dei portatori, la società ha fatto avanzare le prestazioni verso un nuovo primato di categoria.
La cella solare tandem perovskite/TOPCon rappresenta per l’azienda “la determinazione nell’esplorare continuamente i limiti e le forti capacità di innovazione tecnologica”. “Inoltre – commenta Jin Hao, CTO di JinkoSolar – pone una solida base tecnica per il successivo sviluppo dell’azienda”.
