Celle solari SHJ: efficienza al 26,81% e pronte per la produzione

Author: Rinnovabili.it

Nuove efficienze per le celle solari SHJ grazie alla collaborazione tra LONGi, Sun Yat-Sen University e TU Delft

(Rinnovabili.it) – Ancora un passo avanti per le celle solari in silicio a eterogiunzione (SHJ). Grazie allo studio approfondito del flusso dei portatori di carica all’interno dell’architettura cellulare, un gruppo di esperti ha trovato un modo per incrementare l’efficienza di questi dispositivi con piccole e ma decisive modifiche. Interventi che potrebbero essere velocemente importati dall’industria solare ampliando la portata del fotovoltaico SHJ. 

Ma per capire il tipo di innovazione messa a punto è necessario fare qualche passo indietro. Le celle solari in silicio a eterogiunzione rappresentano una tecnologia fv ibrida, che combina aspetti delle unità convenzionali in silicio cristallino con quelle del film sottile. L’architettura cellulare impiega contatti selettivi per gli elettroni e le loro lacune in silicio amorfo opportunamente drogato. Ed è proprio da questi strati e dal loro doping che dipendendo le prestazioni elettriche di questa tecnologia.

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Dal laboratorio alla fabbrica

Il team internazionale, composto da esperti della LONGi Green Energy Technology, ricercatori della Sun Yat-Sen University e dell’Università tecnologica di Delft, ha ottimizzato il design della cella solare SHJ utilizzando uno strato di contatto delle lacune in silicio nanocristallino. Si tratta di un livello noto da tempo come possibilità teorica, ma mai messo in pratica con successo. 

Il nuovo contatto – frutto di un lungo lavoro di modellazione e studio dei flussi – è in grado di trasferire l’elettricità con una resistenza molto inferiore; il che si traduce in un’efficienza di conversione superiore a quella di qualsiasi altro tipo di cella solare realizzata in silicio cristallino. I tecnici della LONGi hanno portato questa innovazione su un wafer di silicio standard di livello industriale, rendendola quasi immediatamente applicabile nella produzione di pannelli fotovoltaici.

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Nel dettaglio il lavoro sulle nuove celle solari SHJ ha toccato efficienze di conversione certificate fino al 26,81% e fattori di riempimento fino all’86,59% su wafer di silicio di livello industriale (274 cm2, dimensione M6). “È fantastico assistere in dispositivi reali e di grandi dimensioni a ciò che teoricamente avevamo previsto essere la migliore combinazione per gli strati di contatto delle lacune” afferma Paul Procel, ricercatore della TU Delft. I risultati della ricerca sono stati pubblicati il 4 maggio su Nature Energy (testo in inglese).