Intrappolamento della luce all’interno di celle solari a pellicola sottile
Nelle celle solari allo stato dell’arte con pellicola sottile, l’intrappolamento della luce viene in genere eseguito tramite l’utilizzo di superfici ruvide che facilitano la riflessione interna totale. Queste superfici aumentano il percorso ottico dei vettori energetici, aumentando essenzialmente il loro tempo di ritenzione nel dispositivo e il relativo potenziale di sfruttamento. Nell’ambito del progetto AGATHA(si apre in una nuova finestra) (Advanced gratting for thin films solar cell), finanziato dall’UE, i ricercatori si sono concentrati sulla valorizzazione dell’intrappolamento relativo alla luce. Hanno quindi utilizzato una struttura con superficie modulata, combinando un substrato di vetro testurizzato micrometrico con un contro-elettrodo testurizzato, caratterizzato da scala di grandezza di un centinaio di nanometri (composto di ossido trasparente conduttivo ottenuto mediante acquaforte o molibdeno). Le superfici a doppia strutturazione hanno dimostrato di massimizzare la diffusione della luce nelle celle solari a pellicola sottile a base di silicio e seleniuro di rame indio gallio. I ricercatori hanno sviluppato modelli ottici 3D tenendo conto della rugosità di tutti gli strati delle celle, oltre a previsioni teoriche abbinate alle misure sperimentali. AGATHA è stato uno dei tre progetti nati dalla collaborazione organizzata tra UE e India. Durante la vita di sei anni del progetto, nonostante i ritardi nella firma dell’accordo tra i consorzi europei e indiani, i partner del progetto hanno mantenuto fede a tutti gli obiettivi iniziali. La nuova tecnologia promette di ridurre lo spessore relativo allo strato dell’assorbitore, con conseguente utilizzo di minore materiale, costi inferiori e maggiori prestazioni. Aumentando la fotocorrente generata, pur mantenendo altre caratteristiche elettriche desiderabili, si prevede di avere un impatto del 70 %, in relazione alle celle solari a pellicola sottile presenti sul mercato.
