Le celle tandem silicio-perovkiste spingono più avanti la resa del fotovoltaico
(Rinnovabili.it) – Minuscole incisioni sulla superficie dei semiconduttori per aumentare l’efficienza del fotovoltaico: in molte delle tecnologie solari la nanostrutturazione dei materiali costituisce la chiave per aumentare le prestazioni. Una legge valida anche nel caso del fotovoltaico silicio-perovskite, dove il componente per eccellenza del solare tradizionale incontra l’ultima promessa del settore. Questo tipo di dispositivo -appartenente alla classe delle celle tandem – nasce già con l’obiettivo di aumentare l’efficienza complessiva della conversione energetica. Impilando più celle fv caratterizzate da diversi valori di band-gap, è possibile infatti trasformare una porzione particolarmente ampia dello spettro solare in energia elettrica. Tuttavia, parte della luce viene comunque riflessa e quindi persa ai fini elettrici.
Una delle soluzioni per le unità multigiunzione è l’utilizzo di nano strutture che permettano di ridurre tale perdita. Per il fotovoltaico silicio-perovskite questo approccio ha rappresentato sempre un problema: incidere il silicio creando sulla sua superficie delle micro rugosità, rendeva al tempo stesso il semiconduttore inadatto alla successiva deposizione di strati di perovskite.
La soluzione al problema arriva oggi da un gruppo di ricercatori dell’HZB, un centro per l’energia e i materiali di Berlino. Il team guidato dal fisico Steve Albrecht ha studiato un approccio alternativo alla gestione dell’energia solare nelle celle solari tandem e sviluppato un sofisticato modello computazionale per studiare il comportamento della luce con diverse nano strutture. La soluzione messa in pratica dall’HBZ consiste nell’incidere il silicio nel retro e coprire la parte anteriore, mediante rivestimento per rotazione (in inglese Spin Coating), con uno strato di perovskite e una pellicola polimerica per la gestione della luce. “In questo modo, siamo riusciti a migliorare considerevolmente l’efficienza di una cella tandem con eterogiunzione di perovskite-silicio monolitico dal 23,4 per cneto al 25,5 per cento“, afferma Marko Jošt, primo autore dello studio e membro della squadra di Albrecht. Il modello di calcolo ha inoltre permesso di valutare il modo in cui diversi dispositivi progettati con trame differenti influiscano sull’efficienza. “Sulla base di queste complesse simulazioni e dati empirici, riteniamo che possa realisticamente essere raggiunta un’efficienza del 32,5%, riuscendo ad incorporare perovskite di alta qualità con una banda proibita di 1,66 eV”.
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