Efficiente ed economica conversione dell'energia solare
I moduli fotovoltaici (FV) che convertono l'energia solare in energia elettrica sono una promettente alternativa sostenibile all'uso di combustibili fossili. La riduzione del loro costo, fornendo un'adeguata efficienza di conversione energetica, incoraggiano l'adozione sempre più diffusa della tecnologia delle celle solari. Il cosiddetto approccio lift-off del film sottile di silicio cristallino (c-Si) promette di affrontare sia l'aspetto dei costi che dell'efficienza. I problemi di gestione hanno ridotto il rendimento, aumentando così il prezzo relativo alla potenza di picco (Watt di picco (Wp)) rilasciata. Il progetto R2M-SI ("Roll to module processed crystalline silicon thin-films for higher than 20 % efficient modules"), finanziato dall'UE, promette di produrre film sottili in un processo quasi privo di gestione pur senza eliminare le attuali limitazioni. Nel processo R2M-SI, una lamina c-Si molto sottile è sollevata dalla superficie circonferenziale di un silicio monocristallino in un bagno elettrochimico. Il foglio è attaccato ad un substrato ad alta temperatura stabilità mediante colla adatta. Dopo la separazione e l'attaccamento, la lamina Si ha bisogno di una maggiore gestione. Viene sottoposto a in situ ad un ispessimento epitassiale e ad un'applicazione di uno strato attivo solare (emettitore) utilizzando deposizione di vapore chimico (CVD). I ricercatori hanno prodotto substrati di Si sinterizzati a base di polvere di silicio poco costoso e li hanno distribuiti ai partner. Gli strati di silicio a posizionamento libero e semi-attaccati sono stati prodotti per gli esperimenti di attacco ed epitassia. Sono state identificate e testate diversi tipi di colle ad alta temperatura. Infine, gli scienziati hanno sviluppato uno strumento di continuo attacco di successo dando risultati preliminari attaccati chimicamente. Il passo successivo è stato quello di sviluppare processi per la deposizione epitassiale di strati attivi di cellule solari. Tutti i risultati del progetto e le tappe sono state soddisfatte, con conseguente sviluppo dello strumento CVD a resa elevata continua (ConCVD). Gli scienziati stanno studiando celle solari e moduli di elaborazione che concilino il lavoro sperimentale con la modellazione e la simulazione. Per le prime fasi di processo sono stati testati e ottimizzati ed è stato realizzato un prototipo di mini-modulo. il progetto R2M-SI prevede di consegnare un processo e un concetto di produzione per la produzione di moduli fotovoltaici con film di silicio sottile ad alta efficienza usando un approccio lift-off. L'aumento delle prestazioni di costo nel fotovoltaico mediante un processo che consumi una quantità drasticamente inferiore di Si supererà una delle attuali barriere alla diffusione sul mercato più diffuso della tecnologia fotovoltaica.
