Le celle solari organiche passano alla multigiunzione per raggiungere un’efficienza del 15% e un durata di oltre 20 anni
Create le prime celle solari organiche tandem ad alta efficienza
(Rinnovabili.it) – Le celle solari tandem sono uno degli strumenti più efficaci per aumentare l’efficienza di conversione dell’energia solare oltre quella delle celle a giunzione singola. Nel fotovoltaico multigiunzione, infatti, due o più sottocelle (strati diversi di semiconduttori) vengono impilate per riuscire coprire adeguatamente lo spettro solare e non sprecare dunque neppure un fotone incidente. Un progresso che fino a ieri non ha incluso le celle solari organiche. Per questa nicchia tecnologica, da sempre molto lontana dalle efficienze del fotovoltaico tradizionale in silicio, la multigiunzione è stata a lungo un’opzione limitata: mancavano sub celle organiche in grado di assorbire ad alta efficienza l’energia solare vicino all’infrarosso all’interno della struttura. Ma il settore non ha mai smesso di cercare un modo per ritagliarsi un’ampia fetta nel mercato mondiale, forte delle sue innegabili qualità: bassi costi e facile integrazione.
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Oggi, tuttavia, un gruppo di ricercatori dell’Università del Michigan è riuscito a compiere quel passo in più realizzando delle celle solari organiche tandem con un rendimento del 15% (per una superficie 2 mm quadrati). “Il fotovoltaico organico può potenzialmente ridurre il costo totale del sistema fotovoltaico, rendendo l’energia solare una fonte di energia pulita veramente onnipresente”, spiegano gli ingegneri che hanno lavorato sul nuovo solare organico multigiunzione.
Nel prototipo realizzato, gli scienziati hanno impilato due celle solari organiche, una capace di assorbire la luce dallo spettro visibile a partire da 350 nanometri in lunghezza d’onda e un’altra capace di assorbire la luce del vicino infrarosso fino a 950 nanometri in lunghezza d’onda. “Da sole, le celle raggiungono un’efficienza dal 10 all’11 percento”, ha affermato Xiaozhou Che, primo autore dello studio pubblicato su Nature. “Quando le impiliamo insieme, aumentiamo l’assorbimento della luce e l’efficienza migliora fino al 15 percento con un rivestimento antiriflesso”.
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L’impilamento delle celle ha richiesto una svolta nel processo di realizzazione, tradizionalmente affidato alla deposizione tramite vapore. Il team ha sviluppato strati d’interconnessione che impediscono il danneggiamento della prima unità e consentono comunque il passaggio di cariche elettriche. Nonostante il valore costituisca un record, il team crede di poter spingere i propri progressi ancora più in avanti. “Possiamo migliorare l’assorbimento della luce per aumentare la corrente elettrica e ridurre al minimo la perdita di energia per aumentare la tensione”, ha aggiunto Che. “Sulla base dei calcoli, è prevista un’efficienza del 18% nel prossimo futuro per questo tipo di dispositivo multigiunzione.”
