L’ISE del Fraunhofer supera il suo stesso record portando l’efficienza di conversione del fotovoltaico multigiunzione oltre il 31%
(Rinnovabili.it) – Ancora un record in campo fotovoltaico, ancora una medaglia assegnata all’Institute for Solar Energy Systems ISE del centro di ricerca Fraunhofer, di Friburgo. Gli scienziati tedeschi sono riusciti in pochi mesi a superare il loro stesso primato sul fronte dell’efficienza per il fotovoltaico multigiunzione. Si tratta di celle solari “a più strati”, formate dalla sovrapposizione di diversi film sottili di semiconduttori, scelti in maniera tale che ognuno di loro riesca ad assorbire in modo ottimale i fotoni di una certa porzione dello spettro luminoso. In questa maniera aumenta la percentuale di energia sfruttabile.
A novembre 2016, il team, lavorando in collaborazione con gli ingegneri della società austriaca EV Group, aveva prodotto prodotto una cella solare III-V/Si a due contatti con un’efficienza di conversione del 30,2 per cento, ossia 0,8 punti percentuali in più rispetto alla resa massima del fotovoltaico in silicio. Un valore mai raggiunto prima con questa selezione di materiali.
Oggi lo stesso gruppo si supera di nuovo, tagliando l’ennesimo traguardo: un’efficienza del 31,3 per cento per una cella solare multigiunzione completamente integrata. Per ottenere questo risultato, il team ha impiegato un processo della microelettronica chiamato “collegamento diretto su wafer” o “direct wafer bonding” che permette di trasferire alcuni micrometri di materiali semiconduttori dei Gruppi III e V sul silicio. Dopo l’attivazione al plasma, le due superfici sono state legate insieme attraverso la pressione. Gli atomi superficiali dello strato III-V hanno legato con quelli del silicio, formando un dispositivo monolitico.
Nello specifico, ogni unità è costituita da una sequenza di tre sotto-celle fatte di gallio-indio-fosfuro (GaInP), arseniuro di gallio (GaAs) e silicio (Si), che vengono impilate insieme per assorbire la maggiore porzione dello spettro solare. Sebbene sia estremamente complessa nel suo funzionamento interno, la cella solare ha un aspetto esterno piuttosto comune. Questo, spiegano i ricercatori, fa sperare di poterla integrare velocemente in un modulo fotovoltaico standard.
