Film sottili con strati atomici perfetti
Col passare del tempo, le tecnologie fotovoltaiche (PV) influenzeranno il mercato energetico europeo contestualmente al potenziamento dell’efficacia delle tecniche di conversione energetiche. La fabbricazione di film sottili con proprietà personalizzate, presenti nella maggior parte delle celle solari, garantisce la creazione di sistemi fotovoltaici più potenti. In tale scenario, però, emergono importanti ostacoli associati all’assorbimento fotonico, alla ricombinazione elettrone-foro e al trasporto di carica. La deposizione di strati atomici (ALD) rappresenta una tecnica di deposizione basata sul vapore che si presta a essere utilizzata per l’adattamento delle proprietà delle interfacce dei dispositivi. Il processo garantisce un vantaggio esclusivo che consiste nella deposizione di nanostrati estremamente uniformi e conformi. Ciononostante, il potenziale di tale tecnologia nell’ambito della fabbricazione di celle fotovoltaiche non è stato ancora del tutto sfruttato. Il progetto ALD4PV (“Atomic layer deposition of metal oxides for photovoltaic solar cells”), finanziato dall’UE, ha consentito agli scienziati di studiare l’utilizzo di film di ossidi metallici sintetizzati mediante ALD per vari tipi di celle solari. Diversamente dalle tecniche di deposizione tradizionali, la deposizione di strati atomici è in grado di trasformare gli strati di passivazione per la realizzazione di nuovi modelli di celle solari (ovvero dispositivi strutturati tridimensionali) caratterizzati da un maggiore livello di efficacia. Gli esperti hanno analizzato le proprietà in termini di passivazione di film di ossido di alluminio (Al2O3) e di stack a base di Al2O3 allo scopo di ottenere celle solari più efficienti. Inoltre, nell’ambito dell’iniziativa ALD4PV, è stato proposto un utilizzo innovativo dei controelettrodi platinati sintetizzati mediante ALD allo scopo di ottenere celle solari flessibili sensitivizzate con coloranti (DSC). Gli scienziati hanno esplorato la possibilità di utilizzare questo processo anche nell’ambito della produzione di altri componenti delle DSC, tra cui gli strati barriera e compatti, attraverso l’utilizzo di vari ossidi metallici. Un altro punto cruciale del progetto consisteva nell’utilizzo di precursori alternativi per il drogaggio dell’ossido di zinco sintetizzato mediante ALD al fine di creare ossidi trasparenti e altamente conduttivi. Nell’ambito della produzione di celle solari in silicio e a film sottili, sono stati studiati nuovi precursori per il drogaggio. Al termine dei lavori, è stato organizzato un workshop che ha messo in luce il potenziale della deposizione di strati atomici per svariate tecnologie a base di celle solari. I risultati sono stati divulgati mediante il sito web del progetto e varie pubblicazioni.
Parole chiave
Film sottili, celle solari, deposizione di strati atomici, ossidi metallici, fotovoltaico
