Ecco le celle solari a tripla giunzione basate sulla perovskite

Fotovoltaico
Redazione
3 Ottobre 2023
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Le celle solari perovskite-silicio in configurazione abbinata raggiungono un’efficienza di oltre il 30% e sono i pilastri della prossima generazione di celle solari. Un team di ricerca del Fraunhofer Institute for Solar Energy Systems ISE è riuscito a dimostrare che anche le celle solari a tripla giunzione costituite da sottocelle di perovskite-perovskite-silicio sono molto promettenti e hanno un potenziale di efficienza ancora maggiore rispetto alle celle tandem a doppia giunzione.

Nell’ambito del progetto di ricerca Triumph, finanziato dalla Commissione europea, e del progetto di ricerca RIESEN, finanziato dal Ministero federale tedesco per gli Affari economici e l’Azione per il clima, il team ha sviluppato una cella solare a tripla giunzione con una tensione a circuito aperto di oltre 2,8 volt. Questa prestazione record conferma che la cella ha eccellenti proprietà materiali per la generazione di elettricità, portando gli scienziati a dedurre che si tratta di un’architettura di cella solare efficiente.

Le tradizionali celle solari al silicio hanno una tensione a circuito aperto compresa tra 0,7 e 0,8 volt. “La tensione di oltre 2,8 volt misurata per la cella solare in perovskite-perovskite-silicio suggerisce che la tecnologia è estremamente promettente per la generazione di elettricità”. “Si tratta di un valore record per questo tipo di cella solare. E dimostra come il fotovoltaico che combina perovskite e silicio offra un enorme potenziale non ancora sfruttato”. Così afferma la dott.ssa Juliane Borchert, Group Leader per le tecnologie in perovskite-silicio presso il Fraunhofer ISE e l’Università di Friburgo.

Le prestazioni di una cella solare sono determinate da tre fattori principali. La tensione a circuito aperto, la corrente di breve durata e il fattore di carica. Di questi, la tensione a circuito aperto è fortemente influenzata dalle proprietà intrinseche dei materiali utilizzati. Gli altri due fattori dipendono in larga misura dal grado di integrazione della cella solare nel sistema. Una tensione elevata indica quindi che le caratteristiche fisiche di base della cella solare sono adeguate e che sono presenti gli aspetti fondamentali necessari per una cella solare molto efficiente. I risultati del team di ricerca sono stati pubblicati oggi sulla rivista ACS Energy Letters .

Istituti di ricerca di tutto il mondo hanno sviluppato celle solari a perovskite e silicio in configurazione combinata con rendimenti superiori al 30%. Nelle sue più recenti misurazioni interne di laboratorio per una cella solare di questo tipo, il Fraunhofer ISE ha registrato un’efficienza del 30,0%. “Il fotovoltaico tandem è la chiave per ottenere efficienze più elevate”. “Sebbene al momento siamo impegnati a sviluppare celle solari tandem in perovskite-silicio e a prepararle per l’uso nell’industria nell’ambito del nostro progetto Pero-Si-SCALE, è altrettanto fantastico vedere come le celle solari a tripla giunzione abbiano un grande potenziale per far avanzare il concetto in prospettiva”. Così dichiara il Prof. Dr. Stefan Glunz, Direttore della Divisione Fotovoltaica del Fraunhofer ISE.

fonte articolo: Laboratory cell demonstrates the huge potential of perovskite-based triple-junction solar cells – Fraunhofer ISE