La nuova era del fotovoltaico in silicio e perovskite
(Rinnovabili.it) – Quando si lavora con la tecnologia solare ogni incremento prestazionale delle celle è fondamentale. Ma altrettanto importante è riuscire a portare quel miglioramento anche a livello di modulo, passando dalle dimensioni di laboratorio a quelle industriali. Una lezione ben appresa dall’azienda britannica Oxford PV e dall’istituto tedesco Fraunhofer ISE, sviluppatori di moduli fotovoltaici tandem a formato pieno e con un’efficienza unica.
I pannelli impiegano le celle prodotte dalla stessa Oxford PV. Si tratta di unità realizzate depositando una sottile pellicola di perovskite su una cella solare in silicio convenzionale. I dispositivi, in formato M6, riescono a convertire il 28,6% dell’energia solare in elettricità, un valore che a maggio dello scorso anno valse un record mondiale all’azienda. Oggi la società ha avviato a Brendeburgo una prima linea di celle tandem da destinare a produttori di pannelli partner. Ma l’ambizione di Oxford PV punta in alto e oggi stupsce con il modulo solare tandem in silicio-perovskite, vetro-vetro e formato industriale, più efficiente al mondo. A realizzarlo gli scienziati del Fraunhofer ISE utilizzando il proprio laboratorio di produzione Module – TEC, un’infrastruttura unica per la fabbricazione e il test dei pannelli solari.
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Moduli fotovoltaici tandem, pronti per il mercato?
L’operazione ha richiesto un’attenzione particolare da parte degli scienziati. Le perovskiti sono composti altamente sensibili ai fattori ambientali, che potrebbero essere danneggiati dalle tecniche di fabbricazione convenzionali. Ecco perché la squadra ha messo a punto processi a bassa temperatura per collegare e incapsulare le celle solari. Si tratta di approcci adatti alla produzione industriale su larga scala, spiega il dottor Achim Kraft, del Fraunhofer ISE, facilmente applicabili su sistemi commerciali. “Gli adattamenti necessari possono essere facilmente implementati anche nelle odierne linee di produzione fotovoltaica”.
A questo punto il laboratorio di calibrazione CalLab PV Modules dell’Istituto ha impiegato un nuovo simulatore solare multispettrale per determinare l’efficienza del pannello. Passaggio fondamentale. Per poter fornire indicazioni precise e riproducibili sulla potenza dei nuovi moduli fotovoltaici tandem, infatti sia lo strato di perovskite che quello in silicio devono essere illuminati da diverse sorgenti luminose a LED al fine di riprodurre nella maniera più fedele possibile la luce naturale.
In queste condizioni i ricercatori hanno calcolato l’efficienza di conversione utilizzando un’area di 1,68 metri quadrati. Il risultato? I moduli Perovskite/Si possono convertire il 25% della luce in elettricità, mostrando una potenza di picco di 421 watt. E si tratta solo dell’inizio. Le celle solari a doppia giunzione silicio/perovskite hanno un’efficienza massima teorica di oltre il 43% – 13 punti percentuali in più rispetto a quelle in semplice silicio cristallino – e ogni progresso verso questo target potrebbe aumentare la resa dei moduli. Il prossimo passo? Fraunhofer ISE e Oxford PV stanno ora lavorando per la certificazione del modulo da record e sono già in corso test intensivi sulla stabilità a lungo termine.
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