Fonte: scitechdaily.com
Dr. Andreas Distler (ZAE Bayern) con il modulo solare record organico presso la Solar Factory of the Future. Sullo sfondo, la linea pilota per il fotovoltaico a film sottile stampato.
Un team di ricerca di Norimberga ed Erlangen ha stabilito un nuovo record per l'efficienza della conversione di potenza dei moduli fotovoltaici organici (OPV). Gli scienziati della Friedrich-Alexander Universität Erlangen-Nürnberg (FAU), del Bavarian Center for Applied Energy Research (ZAE) e dell'Helmholtz Institute Erlangen-Nürnberg for Renewable Energy (HI ERN), una filiale del Forschungszentrum Jülich, in collaborazione con il South China University of Technology (SCUT), ha progettato un modulo OPV con un'efficienza del 12,6 percento su un'area di 26 centimetri quadrati. Il precedente record mondiale del 9,7 percento è stato superato del 30 percento.
Questo è il valore di efficienza più alto mai registrato per un modulo fotovoltaico organico. È stato confermato da una misurazione calibrata certificata in condizioni di prova standard dal laboratorio di certificazione indipendente Fraunhofer ISE (Friburgo) nel settembre 2019. Il modulo multicellulare è stato sviluppato presso la Solar Factory of the Future presso l'Energie Campus Nürnberg (EnCN) in un laboratorio di verniciatura con una linea pilota megawatt unica per il fotovoltaico a film sottile, che è stata progettata e realizzata con il sostegno finanziario del Ministero degli Affari economici bavarese.
"Questa svolta dimostra che la Baviera non è solo un leader nel progresso degli impianti fotovoltaici, ma occupa anche una posizione di leader nello sviluppo di tecnologie future", sottolinea Hubert Aiwanger, ministro bavarese per gli affari economici, lo sviluppo regionale e l'energia.
Le celle solari organiche di solito sono costituite da due diversi componenti organici, che possiedono le proprietà necessarie dei semiconduttori. Contrariamente al silicio usato convenzionalmente, che viene prodotto mediante processi di fusione ad alta intensità energetica, i materiali organici possono essere applicati direttamente dalle soluzioni su un film di supporto o un supporto di vetro.
Da un lato, ciò riduce i costi di produzione, dall'altro, l'uso di materiali flessibili e leggeri consente nuove applicazioni, come dispositivi mobili o abbigliamento, anche se l'efficienza non è ancora paragonabile a quella delle tradizionali celle solari al silicio.
"Questa pietra miliare nella ricerca sui semiconduttori organici mostra che gli ultimi sviluppi delle prestazioni con efficienze delle celle certificate di oltre il 16 percento non si limitano alla scala di laboratorio, ma sono pronti per essere scalati fino al livello dei moduli prototipo", spiega il prof. Christoph Brabec della FAU , direttore di HI ERN e direttore scientifico della Solar Factory of the Future, un gruppo di ricerca dello ZAE Bayern.
Grazie alla loro progettazione, l'efficienza dei moduli fotovoltaici completi è sempre leggermente inferiore a quella delle singole celle. Una parte dell'area del modulo, ad esempio, è sempre inattiva poiché viene utilizzata per l'interconnessione delle singole celle. Con una crescente area del modulo, aumentano anche le perdite causate dalla resistenza elettrica degli elettrodi.
Il modulo record è composto da dodici celle collegate in serie e ha un fattore di riempimento geometrico di oltre il 95 percento. Questa parte dell'area del modulo contribuisce attivamente alla generazione di energia. Rispetto alla sua area attiva, il modulo raggiunge persino un'efficienza del 13,2 percento. La minimizzazione delle aree inattive è stata raggiunta attraverso la strutturazione laser ad alta risoluzione, sviluppata e ottimizzata negli ultimi anni presso la "Fabbrica solare del futuro".
