I ricercatori del Fraunhofer segnano un nuovo record nel fotovoltaico a base di silicio. La tecnologia ha convinto anche la giuria dei GreenTech Awards 2018
La ricerca tedesca ottimizzale celle solari multigiunzione
(Rinnovabili.it) – Un altro record fotovoltaico è stato infranto. Stavolta ad opera del centro di ricerca solare ISE dell’Istituto Fraunhofer. Gli scienziati tedeschi hanno collaborato con i tecnici dell’azienda EV Group all’interno del progetto nell’ambito del progetto NanoTandem. La squadra ha sviluppato delle celle solari multigiunzione a base di silicio, in grado di convertire un terzo della luce solare incidente in elettricità. Si tratta di un valore mai raggiunto prima nell’efficienza di questa tecnologia.
Come spiegano nell’articolo pubblicato su Nature Energy, “il silicio domina l’industria del fotovoltaico, ma l’efficienza di conversione delle celle solari a giunzione singola è intrinsecamente limitata al 29,4% e praticamente limitata a circa il 27%. È possibile superare questo limite combinando il silicio con materiali a banda proibita, come i semiconduttori III-V, in un dispositivo a giunzione multipla”.
Per ottenere questo risultato, gli scienziati hanno utilizzato un processo della microelettronica chiamato “collegamento diretto su wafer” o “direct wafer bonding“: la tecnica permette di trasferire alcuni micrometri di materiali semiconduttori dei Gruppi III e V (GaInP e GaAs) direttamente sul silicio. In termini di confronto, gli strati sono spessi circa un ventesimo di un capello umano.
Dopo l’attivazione tramite plasma, le due superfici sono “pressate” assieme. In questo modo gli atomi superficiali dello strato III-V legano con quelli del Si, formando un dispositivo monolitico.
“Il fotovoltaico rappresenta un pilastro fondamentale per la trasformazione dell’energia”, spiega il dott. Andreas Bett, direttore dell’Istituto Fraunhofer ISE. “Nel tempo, i costi sono diminuiti a tal punto da farlo divenire un concorrente economicamente valido per le fonti energetiche convenzionali. Questo sviluppo, tuttavia, non è ancora finito. Il nuovo risultato mostra come il consumo di materiale possa essere ridotto attraverso maggiori efficienze, in modo che non solo i costi del fotovoltaico siano ottimizzati, ma anche la sua produzione possa essere effettuata in modo da favorire le risorse”. Già a marzo 2017, i ricercatori avevano infranto un record per le celle solari multigiunzione raggiungendo un’efficienza del 31,3 percento. Il nuovo risultato- il 33,3% -mostra che la strada non è stata ancora percorsa completamente. La tecnologia ha anche convinto la giuria dei GreenTec Awards 2018 ed è stata nominata tra i primi tre nella categoria “Energia”.
