Le nuove celle solari flessibili: quanto sono efficienti?

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15/10/2022

Gli scienziati Empa fanno il bis e a distanza di un anno superano il loro stesso record di efficienza per le celle solari CIGS su pellicola polimerica. Andiamo a scoprire quali sono i vantaggi per questa nuova forma di pannelli fotovoltaici e qual’è l’efficienza.

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Le celle solari flessibili sono adatte per applicazioni su edifici, veicoli, satelliti e dispositivi portatili.

Celle solari flessibili: come sono fatte

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Continua la sfilza di record fotovoltaici del professore Ayodhya N. Tiwari e del suo team. Tiwari, a capo Laboratory for Thin Films and Photovoltaics dell’Empa, lavora da ben 23 anni sulle celle solari flessibili. Un tempo in cui ha accumulato una serie di risultati unici portando sempre più avanti l’asticella delle prestazioni per diverse tecnologie chiave. Compresa quella a base di CIGS, ossia (di)seleniuro di rame indio gallio. Questo materiale vanta un elevato potere di assorbimento solare, permettendo così di realizzare celle (o pellicole) molto più sottili rispetto ad altri semiconduttori.

L’efficienza delle celle solari flessibili

Efficienza


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La “serie vincente” è iniziata nell’ormai lontano 1999, quando la squadra di Tiwari ha raggiunto un’efficienza record con il CIGS del 12,8%, per poi superarsi anno dopo anno. Nel 2021, il valore raggiunto era di 21,4%.

In una nota stampa, l’Empa scrive:

“Nel regime degli alti limiti di efficienza, ogni piccolo incremento richiede un’attenta indagine sui fattori che limitano le prestazioni e richiede un approccio innovativo per vincere la sfida”.

Oggi arriva il nuovo passo avanti. Come mostrano certificazioni indipendenti, le celle solari flessibili dell’Empa sono in grado di convertire il 22,2% di luce incidente in elettricità. Un valore unico al mondo per questa tipologia fotovoltaica.

L’attuale miglioramento è attribuito alla lega dello strato semiconduttore che assorbe la luce per migliorare le proprietà elettroniche. Nel dettaglio queste celle solari flessibili in CIGS sono processate su una pellicola polimerica, depositando il semiconduttore mediante un metodo di coevaporazione a bassa temperatura. Lo scienziato Empa Shiro Nishiwaki ha modificato la composizione dello strato dell’assorbitore per migliorare le prestazioni del dispositivo e la tensione di uscita. I risultati sono stati presentati lo scorso 26 settembre 2022 a Milano, dal team di Romain Carron.