Ilaria Rosella Pagliaro Solertix innova i suoi pannelli solari in perovskite, raggiungendo un'efficienza del 20,7% grazie a nuovi processi di interconnessione laser
©Solertix
La tecnologia della perovskite si sta rivelando una delle soluzioni più promettenti per l’efficienza energetica dei pannelli solari. Non solo l’Italia, ma anche paesi come la Svizzera e il Giappone stanno facendo grandi progressi in questo settore. La perovskite, un materiale che sta rivoluzionando il campo dell’energia solare, offre vantaggi significativi rispetto ai tradizionali pannelli in silicio grazie alla sua capacità di convertire una maggiore quantità di luce solare in elettricità. In particolare, una startup in Italia sta spingendo i confini dell’innovazione, seguendo l’esempio di altri leader globali.
La specialista italiana di perovskite, Solertix, una divisione del produttore di energia solare FuturaSun, ha sviluppato mini pannelli solari in perovskite con una superficie attiva di 2,6 cm² e un’efficienza di conversione energetica del 20,7%. Il CTO di Solertix, Francesco Di Giacomo, ha spiegato:
Abbiamo ottimizzato i processi laser per creare le connessioni tra le celle dei pannelli. Poiché l’area usata per queste connessioni non produce energia, abbiamo introdotto un nuovo design per minimizzare questa area senza causare altre perdite.
Il fattore che tiene conto di questo è il Geometrical Fill Factor (GFF), che descrive il rapporto tra l’area attiva e l’area totale, incluse le connessioni, e abbiamo raggiunto un record di circa il 99,6%, mentre normalmente è difficile superare il 95%.
Nell’articolo di ricerca “Beyond 99.5% Geometrical Fill Factor in Perovskite Solar Minimodules with Advanced Laser Structuring”, scritto in collaborazione con scienziati dell’Università di Roma Tor Vergata, di cui Solertix è uno spin-off, la startup italiana ha spiegato che, passando dalle celle ai moduli di perovskite, le perdite possono essere causate da ineguaglianze di strato, perdite ohmiche P2, cortocircuiti tra P1 e P3 e perdite di resistenza del foglio.
Durante la costruzione dei moduli solari, ci sono tre fasi di incisione, chiamate P1, P2 e P3, che servono per creare le connessioni tra le celle. Le fasi P1 e P3 isolano gli strati di contatto posteriore delle celle vicine, mentre la fase P2 crea un percorso elettrico tra il contatto posteriore di una cella e il contatto anteriore della cella adiacente. La fase P3, in particolare, può causare problemi come il distacco del contatto posteriore o scarsa isolamento elettrico, a causa dei residui che rimangono nel solco.
Struttura del modulo e Risultati dei test
Il modulo è stato costruito con tre celle, ciascuna con un’area di 0,87 cm². Le celle sono state progettate con un substrato in vetro e ossido di stagno e indio (ITO), un materiale per il trasporto di cariche chiamato poly(triarylamine) (PTAA), un assorbitore di perovskite, uno strato di trasporto degli elettroni chiamato PCBM, uno strato tampone di BCP e un contatto metallico in rame (Cu), come spiegato dai ricercatori:
Abbiamo progettato due forme rettangolari con un’area attiva di 1 cm² per ridurre le perdite resistive che si verificano principalmente all’elettrodo TCO: le aree attive sono definite da un’incisione P3, seguita da un’incisione P2 per utilizzare l’elettrodo metallico rimanente come elettrodo di raccolta di corrente per il TCO.
Gli esperti hanno notato che l’uso del processo P2-P3 ha permesso l’integrazione di una griglia di raccolta di corrente utilizzando lo stesso strato metallico degli elettrodi superiori. Il gruppo ha testato un modulo costruito con questa architettura e un’interconnessione ultranarrow di 19,5 μm in condizioni di illuminazione standard, riscontrando che può raggiungere un’efficienza del 20,7%, un fill factor dell’81,7% e un geometrical fill factor del 96%, senza rilevare perdite resistive rilevanti.
Guardando al futuro, il team ha dichiarato di voler applicare una procedura avanzata di allineamento per evitare possibili deformazioni del modulo durante la lavorazione, come sottolineato da Di Giacomo:
Applicando questo nuovo approccio ai moduli semitrasparenti realizzati in Solertix, siamo vicini a raggiungere un’efficienza del 30% utilizzando un tandem 4T a area corrispondente con un modulo in perovskite su una cella di silicio.
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Fonte: Advanced Energy Materials
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