Secondo rivista pv Inde
Le celle solari in silicio cristallino (c-Si) hanno mantenuto la loro posizione dominante tra i prodotti fotovoltaici globali per 40 anni, assicurandosi oltre il 95% della quota di mercato. Poiché l’efficienza delle celle solari al silicio si avvicina al limite teorico classico dell’equilibrio termodinamico del 33,5%, diventa sempre più difficile ottenere ulteriori miglioramenti.
Le elevate richieste di energia durante la produzione, insieme alle conseguenti emissioni di anidride carbonica e alle limitate possibilità di aumento dell’efficienza, evidenziano la necessità di innovazione nell’elaborazione e nelle architetture dei dispositivi.
Con la pressante domanda di espansione della produzione di energia solare, è imperativo migliorare l’implementazione delle attuali tecnologie fotovoltaiche e promuovere lo sviluppo di future tecnologie fotovoltaiche che siano più efficienti, più facili da produrre e con una maggiore energia incorporata.
Negli ultimi dieci anni, le perovskiti ibride organico-inorganiche (OIHP) hanno consentito progressi significativi nei semiconduttori optoelettronici a basso costo, in particolare nel fotovoltaico, ottenendo notevoli efficienze di conversione energetica superiori al 26%. Tenendo conto di considerazioni pratiche quali costi, metodi di preparazione e status industriale, la sinergia della perovskite con il silicio cristallino (c-Si) emerge come la configurazione tandem più praticabile.
Un gruppo di ricerca presso l’Indian Institute of Technology Roorkee sta sviluppando celle solari tandem in silicio-perovskite ad alta efficienza per la generazione di energia a basso costo e ad alta efficienza.
Il team, guidato dal Prof. Soumitra Satapathi, ha fabbricato celle solari tandem in silicio-perovskite a 4 terminali con un’efficienza di conversione energetica del 28%. Ciò è stato ottenuto attraverso miglioramenti nell’efficienza delle celle solari in perovskite ad ampio bandgap e progressi nell’ingegneria dei dispositivi. Uno dei principali risultati ottenuti dal team è lo sviluppo di celle solari in perovskite che sono allo stesso tempo altamente efficienti e stabili. I ricercatori hanno integrato con successo queste celle di perovskite con celle solari commerciali in silicio PERC.
“Queste celle solari in perovskite e silicio sono collegate elettricamente in una configurazione a 4 terminali. La luce viene illuminata dalla parte superiore delle celle solari in perovskite e filtrata attraverso di esse. Uno strato superiore di perovskite con una banda proibita di circa 1,8 eV assorbe la luce nel campo del visibile e lascia passare la luce nel vicino infrarosso che viene assorbita dalle celle solari in silicio sottostanti. Pertanto, l’efficienza delle celle solari tandem aumenta dal 20% per le sole celle solari al silicio al 28%”, ha detto Soumitra Satapathi rivista PV.
Soumitra Satapathi ha affermato che ora stanno adattando questa tecnologia per adattarla alle dimensioni commerciali delle celle solari M10 di 18,2 cm x 18,2 cm. Ciò viene fatto producendo celle solari in perovskite di ampia area utilizzando il rivestimento Slot-Die, una tecnica utilizzata per la produzione di mini moduli in perovskite.
Il team sta anche lavorando per migliorare l’equilibrio del sistema per ridurre i costi e spera di avere celle solari tandem di dimensioni commerciali efficienti al 30% entro un anno. Sulla base del loro successo, il loro team ha fondato Perovskite Innovation Pvt Ltd, una start-up che lavora esclusivamente su questa tecnologia.
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