I ricercatori della University of Toronto Engineering e King Abdullah University of Science and Technology (KAUST) hanno superato un ostacolo chiave nel combinare la tecnologia emergente di raccolta solare delle perovskiti con le celle solari al silicio ottenendo una cella solare tandem altamente efficiente e stabile.

L'aggiunta di uno strato di cristalli di perovskite sopra il silicio testurizzato è un ottimo modo per migliorare le prestazioni delle celle solari. Tuttavia, l'attuale standard del settore si basa su wafer - sottili fogli di silicio cristallino - che non sono stati progettati pensando a questo approccio.

Sebbene possano apparire lisci, i wafer di silicio standard utilizzati per le celle solari presentano sulla superficie esterna minuscole strutture piramidali alte circa due micrometri. Questa superficie irregolare riduce al minimo la quantità di luce che viene riflessa dalla superficie del silicio, aumentando l'efficienza complessiva, ma rende anche difficile rivestire la parte superiore con uno strato uniforme di perovskiti.

La maggior parte delle celle tandem prodotte finora vengono realizzate lucidando prima la superficie del silicio per renderla liscia, quindi viene aggiunto lo strato di perovskite. Ma questo procedimento rappresenta purtroppo anche un costo aggiuntivo non trascurabile.

I ricercatori della University of Toronto Engineering e del KAUST invece hanno messo a punto un approccio diverso: aumentano lo spessore dello strato di perovskite, rendendolo abbastanza alto da coprire totalmente le strutture piramidali. Inoltre, rivestono i cristalli di perovskite con un particolare "strato di passivazione" costituito da 1-butanediolo.

Il risultato è una cella solare tandem con una efficienza di conversione del 25,7%, come certificato da un laboratorio esterno indipendente, il Fraunhofer Institute for Solar Energy di Friburgo, in Germania. Questa è tra le massime efficienze mai registrate per questo tipo di tecnologia.

Inoltre, queste nuove celle solari tandem risultano anche stabili, resistendo a temperature fino a 85°C per oltre 400 ore senza una significativa perdita di prestazioni.

Secondo quanto affermato dai riceratori, l'industria può applicare questa soluzione senza dover apportare costose modifiche ai propri processi esistenti.

Il team di riceratori continuerà a lavorare su questo metodo per migliorarlo, in particolare per raggiungere una maggiore stabilità fino a 1.000 ore.

 

 

fonte: Phys.org

   
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