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Celle solari bifacciali in perovskite verso la super efficienza
Un ruolo di tutto rispetto quello che negli anni si è ritagliato l’ambito delle tecnologie bifacciali nel fotovoltaico. Ad un punto tale che oggi diverse ricerche di settore ritengono possa divenire l’approccio principale alla produzione di celle fotovoltaiche entro il 2030.
Tra le caratteristiche premianti del bifacciale la possibilità di sfruttare anche la luce diffusa e riflessa dal substrato di installazione per incrementare la resa dell’impianto.
Pur essendo anche in questo ambito tecnologico il silicio cristallino la tecnologia elettiva, in tutte le sue architetture possibili (HIT, PERC, PERT, ecc), oggi si va testando un’altra classe di materiali, definita la promessa del settore come le perovskiti. Nonostante i grandi progressi raggiunti da questo gruppo di ossidi misti nella configurazione monofacciale, le celle solari bifacciali in perovskite stentano ancora per prestazione piuttosto contenute.
Un contributo in questo ambito viene da un team di ricerca del National Renewable Energy Laboratory (NREL) del Dipartimento dell’Energia statunitense, in collaborazione con colleghi dell’Università di Toledo. Il team guidato dal chimico Kai Zhu ha messo a punto celle solari bifacciali in perovskite a singola giunzione nelle quali l’efficienza sotto illuminazione da entrambi i lati è pressoché vicina.
LINK allo studio: Highly efficient bifacial single-junction perovskite solar cells
Per il conseguimento di questo risultato i ricercatori si sono affidati a simulazioni ottiche ed elettriche con cui determinare lo spessore necessario. Lo strato di perovskite sulla parte anteriore della cella doveva, infatti, essere sufficientemente spesso per assorbire la maggior parte dei fotoni ma non a tal punto da ridurre al minimo la perdita di ricombinazione. Le simulazioni hanno mostrato che lo spessore ideale si è attestato in circa 850 nanometri. In confronto, un capello umano è di circa 70.000 nanometri. Allo stesso modo sul retro della cella, il team NREL ha dovuto determinare lo spessore ideale (200-240 nm) dell’elettrodo posteriore conduttivo trasparente per ridurre al minimo la perdita resistiva.
Per valutare poi l’efficienza complessiva delle nuove celle fotovoltaiche bifacciali in perovskite il team ha posizionato l’unità tra due simulatori solari. La luce diretta è stata puntata sul lato anteriore, quella riflessa sul lato posteriore, con il risultato che la faccia anteriore ha evidenziato una efficienza di oltre il 23%, mentre posteriormente l’efficienza era circa il 91%–93% di quella anteriore.
La Redazione di Ecquologia (Fonte immagine copertina depositphotos.com) – Leggi anche Produzione di acqua potabile: ecco gli idropannelli solari
