Processi di deposizione a film sottile a basso costo
Gli elementi fotovoltaici (PV) in diseleniuro rame-indio-gallio (CIGS) rappresentano una delle tre principali tecnologie fotovoltaiche a film sottile utilizzate nelle celle solari. Pur essendo già entrato nello stadio della produzione di massa, si basa su processi di deposizione basati sul vuoto costosi e difficili da controllare. Gli scienziati ha avviato il progetto SCALENANO(si apre in una nuova finestra) per sviluppare un'alternativa non basata sul vuoto con processi rispettosi dell'ambiente, basati sull'elettrodeposizione di nanoparticelle del materiale precursore. Questo processo si traduce in una migliore omogeneità laterale del precursore. I componenti del progetto si stanno concentrando sul miglioramento delle architetture delle celle solari coltivando array nanorod di ossido di zinco su uno strato di ossido conduttivo trasparente (TCO) mediante elettrodeposizione. In situ, le tecniche di controllo qualità e di monitoraggio sono in fase di sviluppo per scalare i processi non a base di vuoto nei substrati ad area estesa. Oltre all'elettrodeposizione, i ricercatori stanno lavorando sulla validazione e lo sviluppo di processi alternativi per produrre cellule a base calcogenuri e moduli di nuova generazione. La deposizione elettrostatica di vapori assistita a spruzzo (ESAVD) e la deposizione di vapori chimici erano alcuni dei metodi che mostrano le migliori premesse. I materiali assorbenti con kesterite sono stati valutati per la loro idoneità come materiale sostitutivo per l'indio scarsamente disponibile nelle celle solari a film sottile future. Gli scienziati hanno già individuato sistemi precursori per l'ulteriore ottimizzazione e li hanno prodotti in maniera affidabile mediante una tecnologia facilmente scalabile. Hanno dimostrato con successo un'efficienza che raggiunge il 12 % in uno strato di CIGS elettrodepositato su una superficie 30 x 60 cm2. È stato sviluppato un dispositivo in kesterite da precursori di metallo elettrodepositati e inoltre sono stati depositati strati di calcogenuri basati su ESAVD su un substrato di vetro. Inoltre, il primo TCO è stato sintetizzato per elettrodeposizione, ESAVD o deposizione con bagno chimico. SCALENANO prevede di offrire tecnologia di deposizione a basso costo per depositare strati fotovoltaici a film sottile. Si prevede che i prodotti finali dimostreranno un'efficiente conversione energetica a costi significativamente ridotti rispetto ai metodi convenzionali di deposizione.
