Nuovo record di efficienza per le celle solari flessibili
Un nuovo record di efficienza di quasi 21,4 % per celle solari CIGS su pellicola polimerica flessibile è stato raggiunto dagli scienziati dell'Empa. Le celle solari di questo tipo sono particolarmente adatte per applicazioni su tetti, veicoli di trasporto e dispositivi mobili.
Un gruppo di ricercatori dell'Empa ha portato l'efficienza delle celle solari flessibili a un nuovo valore record. Misure indipendenti hanno rivelato un valore di 21,4 % quando questo tipo di cella solare converte la luce in elettricità. In confronto, la migliore efficienza di una cella solare convenzionale (non flessibile) fatta di silicio cristallino è 26,7 %.
I dettagli del risultato della ricerca saranno presentati da Romain Carron, capogruppo del Laboratorio di pellicole sottili e fotovoltaico dell'Empa diretto da Ayodhya N. Tiwari, il 7 settembre 2021 al "38° European Photovoltaic Solar Energy and Conference and Exhibition (EU PVSEC)", che si tiene praticamente quest'anno.
Le celle solari flessibili ad alta efficienza sono prodotte su un film polimerico utilizzando un metodo di evaporazione a bassa temperatura. Sulla pellicola, il materiale semiconduttore che assorbe la luce Cu(In,Ga)Se2 si deposita lentamente come una pellicola sottile come un wafer. Il ricercatore dell'Empa Shiro Nishiwaki ha ottimizzato la composizione del film e i droganti alcalini per aumentare (ulteriormente) l'efficienza. I ricercatori hanno studiato gli effetti dell'esposizione combinata al calore e alla luce dopo la lavorazione delle celle solari e hanno trovato un aumento delle prestazioni fotovoltaiche che rimane stabile dopo diversi mesi. L'efficienza delle celle solari di 21,38 % è stata confermata indipendentemente dall'Istituto Fraunhofer per i sistemi di energia solare (ISE) a Friburgo.
Sempre nuovi record - da più di 20 anni
Tiwari e il suo team hanno fatto ricerche sulle celle solari flessibili a film sottile per più di 20 anni. Con la loro profonda conoscenza della tecnologia e dei processi fisici sottostanti, hanno raggiunto diversi record di efficienza nel corso degli anni. Hanno iniziato con 12,8 % nel 1999, hanno raggiunto 14,1 % (2005), 17,6 % (2010), 18,7 % (2011), 20,4% (2013) e 20,8 % nel 2019.
I moduli solari flessibili e leggeri con questa tecnologia sono particolarmente adatti per applicazioni su tetti e facciate di edifici, per serre, veicoli di trasporto, dirigibili ed elettronica portatile. L'Empa sta lavorando con l'azienda svizzera Flisom, uno spin-off dell'Empa e dell'ETH di Zurigo, sulla produzione roll-to-roll di moduli solari leggeri e flessibili per tali applicazioni.
Il lavoro di ricerca e sviluppo è stato sostenuto dall'Ufficio federale dell'energia (UFE).
