Il fotovoltaico a film sottile ha tutte le carte in regola per rivoluzionare l’industria solare. La tecnologia potrebbe ridurre drasticamente i costi della prossima generazione di moduli solari. Oltre ai costi di produzione bassi il punto di forza dei moduli solari tandem è l’efficienza elevata, garantita dalla combinazione di materiali con un’elevata capacità di assorbimento della luce solare.

Negli ultimi anni l’efficienza dei moduli solari a film sottile è cresciuta, permettendo alla tecnologia di competere con il fotovoltaico convenzionale. Un ulteriore progresso verso moduli fotovoltaici tandem più efficienti è stato compiuto dal Karlsruhe Institute of Technology in collaborazione con l’istituto di ricerca belga IMEC e con lo ZSW.

I tre enti di ricerca hanno presentato un nuovo modulo solare a film sottile in grado di raggiungere una percentuale di efficienza del 17,8%, a fronte del 15,3% raggiunto dai moduli in perovskite e del 15,7% ottenuto con la tecnologia CIGS (seleniuro di rame indio gallio).

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La tecnologia basata sulle celle solari tandem in perovskite e in CIGS è stata presentata a Ginevra alla conferenza internazionale della PSCO. Per la prima volta un film sottile in perovskite/CIGS ha battuto in efficienza i moduli solari realizzati solo in perovskite o in CIGS.

Come ha illustrato Ulrich W. Paetzold, uno degli autori della ricerca, il prototipo realizzato al KIT dimostra che i moduli solari scalabili in perovskite e in CIGS possono superare l’efficienza dei moduli realizzati con uno solo di questi due materiali.

Il team di ricerca dell’Institute of Microstructure Technology and Institute of Light Technology del KIT ha ottimizzato il processo di assorbimento della luce nei moduli solari tandem. Il nuovo modulo riesce a sfruttare una parte maggiore dello spettro solare, combinando le proprietà delle due diverse tecnologie a film sottile.

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Lo strato semitrasparente in perovskite posto in superficie assorbe le radiazioni ad alta energia, mentre lo strato sottostante seleniuro di rame indio gallio converte la frazione infrarossa.

L’apertura dei due moduli è di 3,67 centimetri quadrati. Entrambe le tecnologie usano uno schema d’interconnessione monolitico, basato su serie di 4 e 7 celle solari.

L’interconnessione sfrutta la tecnologia laser. La tecnologia può perciò essere scalata facilmente e adattata anche a progetti su larga scala, consentendo la fabbricazione di moduli solari ampi diversi metri quadrati. La superficie del dispositivo viene sfruttata al massimo delle sue potenzialità, limitando le perdite all’8%.

Tom Aernouts, a capo del team dell’IMEC, ha spiegato che il record di efficienza raggiunto dal prototipo è stato ottenuto sommando i risultati conseguiti da ciascuno dei tre istituti di ricerca nelle diverse tecnologie. L’IMEC è leader nella produzione di moduli solari trasparenti in perovskite; lo ZSW detiene il record di efficienza del 22,6% per i moduli CIGS; il KIT è specializzato nella produzione di nuovi materiali nanofotonici in grado di assorbire più luce solare.

28 settembre 2016
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