Nuovo record di efficienza per le celle solari

Gli scienziati del National Renewable Energy Laboratory (NREL) del Dipartimento dell'Energia degli Stati Uniti e del Centro svizzero per l'elettronica e la microtecnologia (CSEM) hanno stabilito insieme un nuovo record mondiale per convertire la luce solare non concentrata ("1-sole") in elettricità utilizzando una cella solare III-V/Si a doppia giunzione.

La nuova efficienza record ufficialmente certificata di 29,8 % è stata raggiunta utilizzando una cella superiore di fosfuro di indio gallio del NREL e una cella inferiore di silicio cristallino prodotta da CSEM utilizzando la tecnologia di eterojunzione. Le due celle sono state prodotte separatamente e poi sovrapposte e collegate da NREL.

Il record NREL/CSEM è stato pubblicato nell'ultimo numero di "Solar cell efficiency tables". "Nella categoria delle cellule collegate meccanicamente, questo è un record", ha detto David Young, ricercatore senior del NREL. "Il rendimento della cella a doppia giunzione supera il limite teorico di 29,4 % per l'efficienza della cella solare in silicio cristallino (a giunzione singola)". Young è co-autore di un articolo intitolato "Realizzazione di celle solari a doppia giunzione GaInP/Si con il 29,8% di efficienza a un sole", che descrive i passi compiuti per battere il vecchio record. L'articolo è stato presentato per la pubblicazione sull'IEEE Journal of Photovoltaics.

Stephanie Essig, una ricercatrice del NREL, ha fatto una presentazione intitolata "Progress Towards a 30% Efficient GaInP/Si Tandem Solar Cell" alla quinta conferenza internazionale sul fotovoltaico al silicio a Costanza nel marzo 2015, che ha attirato l'interesse del CSEM. "Siamo convinti che la tecnologia dell'etero-giunzione del silicio sia oggi la tecnologia al silicio più efficiente per l'uso nelle celle solari in tandem", spiega Christophe Ballif, responsabile delle attività fotovoltaiche al CSEM. "Gli scienziati del CSEM e del NREL hanno dimostrato che è possibile produrre celle tandem con un'efficienza di 30% combinando una cella eterojunction inferiore con una cella superiore ad alte prestazioni come quella prodotta dal NREL", spiega Matthieu Despeisse, responsabile delle attività sul silicio cristallino al CSEM.

Essig nota che un nuovo design della cella solare a doppia giunzione e l'inclusione del CSEM sono stati cruciali per il record. Questi primi risultati congiunti mostrano anche che un'efficienza di più di 31 % può essere raggiunta combinando le celle NREL e CSEM. Il lavoro è stato sostenuto da "l'iniziativa Sunshot dell'Ufficio dell'efficienza energetica e delle energie rinnovabili", dalla Confederazione svizzera e dal programma Nano-Tera.