Celle solari trasparenti: come sono fatte?

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12/11/2022

La società giapponese Toshiba annuncia nuovi passi avanti verso lo sviluppo di una cella fotovoltaica tandem efficiente, a basso costo e altamente affidabile. Andiamo a scoprire le particolarità di questa tecnologia.

Fotovoltaico,
Autore: Bru-nO / Pixabay

E’ stata raggiunta un’efficienza di conversione del 9,5% con l’ossido rameoso.

Celle solari trasparenti: i nuovi progressi

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Nuovi progressi per la cella solare trasparente a base di rame realizzata dalla Toshiba Corporation. I ricercatori giapponesi sono riusciti ad aumentare l’efficienza di conversione di oltre un punto percentuale rispetto al loro stesso record del 2021. Si parla di appena un 9,5% di conversione luminosa su un’area di appena 30 mm2. Nonostante ciò il dispositivo rappresenta una svolta tecnologica per il comparto solare.

Il lavoro si inserisce nel filone del fotovoltaico tandem, architetture solari che attraverso l’unione di semiconduttori differenti cercano di aumentare la cattura dello spettro e dunque la generazione elettrica. Il team della Toshiba Corporation è attualmente impegnato a realizzare una cella solare trasparente da sovrapporre ad un’unità standard in silicio cristallino. L’obbiettivo è quello di dar vita a sistemi efficienti, a basso costo e altamente affidabili da “montare su veicoli e treni, dove esiste uno spazio di installazione limitato”.


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Celle solari trasparenti: da cosa sono composte?

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La cella solare a base di rame è composta in realtà da ossido rameoso (Cu2O), un composto abbondante e relativamente comune, in grado di offrire anche un elevato assorbimento nel campo del visibile e una buona resistenza all’umidità. Gli scienziati dell’azienda sono riusciti ad aumentarne le prestazioni sopprimendo la ricombinazione dei portatori di carica.

Kazushige Yamamoto, membro del Centro di ricerca e sviluppo aziendale di Toshiba, commenta così:

“Abbiamo scoperto che una cella di dimensioni maggiori sopprime efficacemente la ricombinazione del fotoportatore. L‘aumento dell’area di generazione energetica dal precedente 9 mm2 a 30 mm2 ha prodotto una riduzione relativa della ricombinazione sul bordo della cella e il conseguente aumento della fotocorrente ha spinto l’efficienza al 9,5%”.

Secondo il gruppo guidato da Yamamoto posizionando la nuova cella solare trasparente a base di rame su una cella in silicio con un’efficienza del 25%, si otterrebbe un dispositivo tandem in grado di convertire in elettricità il 28,5% della luce incidente. Il risultato apre a nuove prospettive di mercato ma il lavoro della Toshiba non è finito. La società mira a portare l’efficienza del Cu2O al 10% e quella della cella tandem Cu2O-silicio al 30%.