Fotovoltaico tandem: è più efficiente del fotovoltaico normale?

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15/01/2023

Il Centro Helmholtz di Berlino infrange un nuovo record solare con la sua cella tandem in silicio e perovskite. Andiamo a scoprire come è stato possibile raggiungere un tale livello di efficienza.

Celle, Solari
Ancora un passo avanti per le celle solari tandem ad alta efficienza.

Fotovoltaico tandem: cosa è?

Celle, Solari

Il nuovo record mondiale per il fotovoltaico tandem in silicio e perovskite parla tedesco. È nei laboratori del celebre Centro Helmholtz di Berlino (HZB), infatti, che questa tecnologia ha raggiunto un’efficienza di conversione del luce in elettricità del 32,5 %. Il valore, certificato in maniera indipendente dall’Istituto italiano European Solar Test Installation (ESTI) in Italia, è entrato direttamente nella tabella dell’NREL sui traguardo tecnologici dell’energia solare.

Il fotovoltaico tandem rappresenta un’allettante soluzione per aumentare l’efficienza dei moduli impiegando semiconduttori noti. L’approccio permette, infatti, di combinare celle solari diverse (quindi materiali con bande proibite differenti) una sopra l’altra per ampliare la quantità di luce assorbita e sfruttata. E incrementare così la resa complessiva.

Il progetto dell’HZB: cosa prevede

Efficienza


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Per gli scienziati dell’HZB si tratta di una branca di ricerca ben nota. L’istituto aveva già fatto parlare di sé a novembre 2021 grazie alla realizzazione di celle solari silicio-perovskite con un’efficienza del 29,8%; a quei tempi il valore più alto mai raggiunto per tale coppia di semiconduttori. Più recentemente, nell’estate del 2022, l’Ecole Polytechnique Fédérale di Losanna, in Svizzera, ha segnalato per la prima volta una cella di fotovoltaico tandem con un’efficienza certificata del 31,3 per cento che rappresenta un notevole progresso rispetto al dato 2021.

Ma l’impegno di HZB non si è mai esaurito e oggi l’istituto sventola il nuovo primato mondiale.

Il Prof. Steve Albrecht, spiega:

“Si tratta davvero di un grande balzo in avanti che, alcuni mesi fa, non avevamo neppure. Tutti i team coinvolti nell’HZB, in particolare il PV Competence Center (PVComB) e i team di HySPRINT Innovation lab hanno lavorato insieme con successo e con passione“.

Il team di Albrecht ha utilizzato una composizione avanzata di perovskite con una modifica intelligente dell’interfaccia in grado di ridurre le perdite di ricombinazione dei portatori di carica. Le prestazioni della cella sono state incrementate anche con ulteriori miglioramenti ottici.

Il direttore scientifico di HZB, Prof. Bernd Rech ha aggiunto:

“Al 32,5%, l’efficienza delle celle solari dei tandem HZB si trova ora a un livello precedentemente raggiunto solo da costosi semiconduttori III/V”.