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Next-generation interdigitated back-contacted silicon heterojunction solar cells and modules by design and process innovations

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Innovative celle solari in silicio cristallino fanno compiere alla tecnologia fotovoltaica un enorme balzo in avanti

La tecnologia fotovoltaica si basa su celle solari in silicio cristallino (c-Si). Per monopolizzare il mercato globale, sono necessari moduli fotovoltaici c-Si altamente efficienti con una migliorata efficienza di conversione dell’energia e costi di produzione ridotti.

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Il successo nella commercializzazione di moduli fotovoltaici ad alta efficienza basati su celle solari c-Si dipenderà dai loro vantaggi in termini di costo rispetto all’attuale tecnologia c-Si convenzionale. Nonostante la loro maggiore efficienza rispetto alla tecnologia della cella standard, non è ancora avvenuta una conversione industriale su larga scala. Il progetto NextBase, finanziato dall’UE, sta sviluppando celle solari e moduli c-Si di prossima generazione che «vanno ben oltre lo stato dell’arte negli approcci compatibili con l’industria», afferma il coordinatore dott. Kaining Ding. Il progetto mira a favorire la transizione energetica dai combustibili fossili alle energie rinnovabili mediante il miglioramento della conversione energetica dei moduli fotovoltaici, riducendone al contempo il costo. Celle solari e moduli con valori di efficienza senza pari Il gruppo di ricerca di NextBase cerca di sviluppare celle solari a eterogiunzione con silicio e contatto posteriore interdigitato (IBC-SHJ) in modo efficiente in termini di costi. «È stato già dimostrato che le celle solari IBC-SHJ rappresentano l’architettura ottimale per un’efficienza elevata nelle celle solari c-Si», continua il dott. Ding. Per raggiungere i suoi obiettivi, NextBase si è posto vari traguardi: celle solari e moduli corrispondenti con efficienze che superano, rispettivamente, il 26 % e il 22 %. Questo incremento dell’efficienza verrà ottenuto applicando processi economici per ridurre i costi del modulo a meno di 0,35 EUR/Wp. I partner del progetto intono dimostrare che le celle solari e i moduli IBC-SHJ possono essere prodotti a costi concorrenziali. Finora sono riusciti a produrre celle solari IBC-SHJ con un’efficienza certificata del 25 %. «In termini pratici, ciò significa che NextBase ha dato all’Europa il record mondiale per l’efficienza della cella solare c-Si, usando al contempo un semplice flusso di processo per questo tipo di dispositivo», evidenzia il dott. Ding. I partner hanno inoltre dimostrato un’innovativa tecnologia di interconnessione per celle solari IBC-SHJ basata su un approccio multi-filo, con un’efficienza del modulo che raggiunge il 23,2 %. Una volta raggiunti gli obiettivi, i guadagni in termini di efficienza contribuiranno ad «accrescere la fiducia degli investitori a reinvestire in aziende e tecnologie fotovoltaiche europee». Guidare l’innovazione nel settore IBC-SHJ I ricercatori sono impegnati a produrre wafer di tipo n in c-Si monocristallino di alta qualità e un prototipo industriale di reattore per la deposizione chimica da vapore potenziata dal plasma per le celle solari IBC-SHJ. Stanno inoltre esaminando l’affidabilità e la durata di moduli solari IBC-SHJ per l’industria e preparando un’analisi dei costi del ciclo vitale per le tecnologie di NextBase. «NextBase rivitalizzerà l’industria fotovoltaica europea fornendo all’Europa una posizione di testa nella tecnologia c-Si avanzata con alte prestazioni di livello internazionale», conclude il dott. Ding. Risultati di successo renderebbero possibile per la prima volta la produzione in Europa di moduli fotovoltaici di alta qualità e redditizi in un mercato dominato dall’Asia. «Ciò colmerebbe un importante vuoto ora presente nella catena del valore del sistema fotovoltaico in Europa».

Parole chiave

NextBase, celle solari, eterogiunzione con silicio e contatto posteriore interdigitato (IBC-SHJ), silicio cristallino (c-Si), moduli fotovoltaici, wafer, ciclo di vita

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