Record di efficienza celle solari tandem perovskite-silicio

17 Gennaio 2023
Record di efficienza celle solari tandem perovskite-silicio

Il record mondiale di celle solari tandem raggiunto dagli scienziati HZB, che hanno ottenuto la conversione del 32,5% della radiazione solare incidente in energia elettrica. 

 

L’istituto di certificazione European Solar Test Installation (ESTI) in Italia ha misurato la cella tandem, costituita da una cella inferiore in silicio e una cella superiore in perovskite, e confermato ufficialmente questo valore che è anche incluso nella tabella NREL delle tecnologie delle celle solari, gestita dal National Renewable Energy Lab, USA.
 

 

Gli scienziati di HZB potrebbero migliorare significativamente l’efficienza delle celle solari tandem perovskite/silicio. “Questo è davvero un grande balzo in avanti che non avevamo previsto alcuni mesi fa. Tutti i team coinvolti in HZB, in particolare il PV Competence Center (PVComB) e i team di HySPRINT Innovation lab hanno lavorato insieme con successo e con passione”, afferma Prof. Steve Albrecht.

Il suo team ha utilizzato una composizione avanzata di perovskite con una modifica dell’interfaccia molto intelligente. Gli autori principali, la dott.ssa Silvia Mariotti e il dott. Eike Köhnen del team di Albrecht, hanno sviluppato una modifica dell’interfaccia per ridurre le perdite di ricombinazione dei portatori di carica e hanno applicato un’analisi dettagliata per comprendere le proprietà specifiche della modifica dell’interfaccia. Questi sviluppi sono stati poi implementati con successo in celle solari tandem e, con l’aiuto della studentessa del Master Lea Zimmermann, combinati con ulteriori miglioramenti ottici.

Inoltre, molti altri scienziati e tecnici hanno contribuito a sviluppare e fabbricare le celle tandem per raggiungere questo successo. Complessivamente, l’interfaccia e le modifiche ottiche hanno consentito i più alti fotovoltaggi (tensione a circuito aperto) e hanno portato al nuovo record di efficienza per questa affascinante tecnologia tandem.  

C’è un continuo sviluppo dell’efficienza da parte di vari istituti di ricerca e aziende negli ultimi anni e in particolare l’ultimo mese è stato piuttosto entusiasmante per il settore: vari team di HZB avevano raggiunto un valore record alla fine del 2021 con un’efficienza del 29,8% che è stata realizzata da nanostrutture periodiche. Più recentemente, nell’estate del 2022, l’Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne, in Svizzera, ha segnalato per la prima volta una cella tandem certificata al di sopra della barriera del 30% al 31,3%, che rappresenta un notevole salto di efficienza rispetto al valore del 2021.

Con il nuovo valore certificato del 32,5%, il record è tornato di nuovo a HZB. “Siamo molto entusiasti del nuovo valore in quanto dimostra che la tecnologia tandem perovskite/silicio è molto promettente per contribuire a un approvvigionamento energetico sostenibile, afferma Albrecht.

Il direttore scientifico di HZB, Prof. Bernd Rech, sottolinea: “Al 32,5 percento, l’efficienza delle celle solari dei tandem HZB è ora in intervalli precedentemente raggiunti solo da costosi semiconduttori III/V. Il grafico NREL mostra chiaramente quanto siano spettacolari gli ultimi due aumenti da EPFL e HZB lo sono davvero”.

 

 

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