Un team di ricercatori ha creato una "scorciatoia metallica" per unire i diversi materiali fotovoltaici dei dispositivi in tandem
Un’alternativa low cost alle giunzioni a tunnel nelle celle solari multigiunzione
(Rinnovabili.it) – Le celle solari multigiunzione sono oggi la tecnologia fotovoltaica più efficiente sul mercato: sono in grado di convertire fino al 45% della luce solare incidente in elettricità. Perché allora non sono anche il prodotto più venduto? La risposta è semplice: queste celle sono anche le più care, arrivando a costare fino a dieci volte tanto rispetto le controparti in silicio. C’è tuttavia chi sta continuando a lavorare per rendere anche questa opzione una soluzione per il mercato di massa.
E’ il caso dei ricercatori della North Carolina State University, che in un nuovo documento illustrano un approccio alternativo alla creazione di celle solari multigiunzione usando componenti standard, in maniera da abbassarne il prezzo senza intaccare l’alta efficienza. Per raggiungere la resa sopracitata le unità sono tradizionalmente costruite sovrapponendo semiconduttori con bandgap diversi uno sull’altro, in maniera che ogni strato possa assorbire una lunghezza d’onda differente. Ovviamente non è possibile semplicemente impilare i semiconduttori l’uno sull’altro: i diversi materiali sono strutturalmente incompatibili e quindi le cariche non possono attraversarli per essere raccolti. Per risolvere questo problema nelle attuali celle solari a multigiunzione si usano metalli pesantemente drogati per creare giunzioni a tunnel (Tunnel Junctions) tra i vari strati, aggiungendo costi e complessità significativi alla produzione.
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Il team ha sviluppato un approccio più semplice, utilizzando un legame intermetallico per incollare celle solari fatte di materiali diversi. In un proof-of-concept, la squadra ha impilato una cella solare di arseniuro di gallio pronta all’uso sopra una cella solare al silicio.
“Nelle celle solari a più giunzioni la Tunnel Junction consente la connettività elettrica agendo come collegamento metallo-metallo”, afferma Salah Bedair, autore principale della ricerca. “Nel nostro sistema, l’indio funge da scorciatoia. I contatti metallici esistenti delle singole celle sono ricoperti di film indio. Quest’ultimi si legano facilmente a temperatura ambiente a bassa pressione”. Il risultato è una cella solare composta da due materiali diversi che sono meccanicamente impilati e collegati elettricamente.
“Con questa tecnica siamo in grado di sfruttare soluzioni economiche e pronte all’uso senza dover sviluppare tutte le nuove tecnologie. I produttori potrebbero semplicemente modificare leggermente i loro prodotti per aumentare la loro efficienza nelle celle solari a più giunzioni, piuttosto che dover crearne di nuovi”.
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