Scienziati progettano celle solari 3D in silicio a film sottile con una migliore efficienza potenziale
Le celle solari a film sottile senza spessore di silicio aggiunto sono la nuova creazione di ricercatori cechi e svizzeri e partner industriali, che hanno collaborato per creare un prodotto con una maggiore efficienza. Lo studio è stato in parte finanziato dal progetto N2P ("Flexible production technologies and equipment based on atmospheric pressure plasma processing for 3D [three-dimensional] nano structured surfaces"), che ha ricevuto 7,4 milioni di euro nell'ambito del tema "Nanoscienze, nanotecnologie, tecnologie dei materiali e nuovi processi di produzione" (NMP) del Settimo programma quadro (7° PQ) dell'UE. Il progetto è presentato nella rivista Applied Physics Letters. Ricercatori dell'Accademia delle scienze della Repubblica Ceca ed esperti dal gruppo Oerlikon Solar Lab con sede in Svizzera si sono concentrati sullo sviluppo di una opzione a lungo termine per la produzione industriale a partire da materie prime di pannelli solari ad alto rendimento e basso costo. Secondo il team, la soluzione possono essere le celle solari a silicio amorfo e le celle tandem a silicio microcristallino. Il risultato è un'energia con una maggiore efficienza. Tuttavia, Milan Vanecek, che ha guidato il gruppo fotovoltaico presso l'Istituto di fisica a Praga, mette in luce un punto debole di queste celle: l'efficienza del pannello stabile è ben lontana dall'efficienza generata dal silicio multicristallino, che è la moda del momento. "Per rendere più stabili le celle al silicio amorfo e microcristallino, esse devono essere molto sottili a causa della distanza limitata tra i contatti elettrici, e l'assorbimento ottico che ne risulta non è sufficiente," spiega il dott. Vanecek. "Essi sono fondamentalmente dispositivi bidimensionali. Il silicio amorfo ha uno spessore tra 200 e 300 nanometri, mentre il silicio microcristallino è più spesso di 1 micrometro." Questo progetto sofisticato, tuttavia, è incentrato su celle otticamente spesse che sono "fortemente assorbenti" e in cui la distanza tra gli elettrodi è costante. "Il nostro nuovo progetto di celle solari 3D si basa sulla solida e matura tecnologia di deposizione di materiale assorbente della polimerizzazione in fase plasma, che è una tecnologia già utilizzata per l'elettronica basata sul silicio amorfo prodotta per i display a cristalli liquidi," affermano i ricercatori cechi. "Noi abbiamo solo aggiunto un nuovo substrato nanostrutturato su cui depositare la cella solare." I ricercatori spiegano che il substrato nanostrutturato contiene nanocolonne di ossido di zinco (ZnO) o uno schieramento a nido d'ape di microfori o nanofori nello strato conduttivo trasparente di ossido. Il team chiama quest'ultimo progetto "formaggio svizzero". "Questo ultimo approccio si è dimostrato efficace per depositare le celle solari," sottolinea il dott. Vanecek. "Si valuta che il potenziale di questi rendimenti si attesti su valori simili alle attuali celle solari a silicio multicristallino, che dominano la produzione industriale di celle solari. E il costo significativamente inferiore dei pannelli Micromorph, con la stessa efficienza dei pannelli a silicio multicristallino (dal 12% al 16%), potrebbe incoraggiare la loro produzione su scala industriale." Il team ha dichiarato che continuerà a lavorare per ottimizzare e aumentare ancora di più l'efficienza.Per maggiori informazioni, visitare: Accademia delle scienze della Repubblica ceca: http://www.cas.cz/index.html Oerlikon Solar Lab: http://www.oerlikon.com/solar/
Paesi
Svizzera, Cechia