Fonte: eurekalert.org
Mentre il silicio converte principalmente le parti rosse della luce solare in elettricità, i composti di perovskite utilizzano principalmente le parti blu dello spettro. Una cella solare in tandem fatta di silicio e perovskite accatastati raggiunge così un'efficienza significativamente più elevata di ogni singola cella da sola.
Il Prof. Bernd Stannowski dell'HZB Institute PVcomB e il Prof. Steve Albrecht, che dirige un Helmholtz Young Investigator Group (YIG) presso l'HZB, hanno già stabilito congiuntamente nuovi record per le celle solari monolitiche in tandem. Alla fine del 2018, il team ha presentato una cella solare tandem in silicio con una perovskite a ioduri metallici che ha raggiunto un'efficienza del 25,5%. Quindi Oxford Photovoltaics Ltd. ha annunciato un valore del 28%.
Ora il team HZB può riportare il record successivo. Il valore del 29,15 per cento è stato certificato dal Fraunhofer Institute for Solar Energy Systems (ISE) venerdì 24 gennaio e ora appare nelle classifiche del National Renewable Energy Lab (NREL), USA. Il grafico NREL sta monitorando i crescenti livelli di efficienza per quasi tutti i tipi di celle solari dal 1976. I composti di perovskite sono stati inclusi solo dal 2013 - e da allora l'efficienza di questa classe di materiale è aumentata più che in qualsiasi altro materiale.
"Abbiamo sviluppato uno speciale strato di contatto per elettrodi per questa cellula in collaborazione con il gruppo del Prof. Vytautas Getautis (Università della Tecnologia di Kaunas) e abbiamo anche migliorato gli strati intermedi", spiegano Eike Köhnen e Amran Al-Ashouri, studenti di dottorato nel gruppo di Albrecht. Il nuovo strato di contatto dell'elettrodo ha anche permesso il miglioramento della composizione del composto perovskite nel laboratorio HZB HySPRINT. Questo composto è ora più stabile quando illuminato nella cella solare in tandem e migliora l'equilibrio delle correnti elettriche fornite dalle celle superiore e inferiore. La cella inferiore in silicio proviene dal gruppo di Stannowski e presenta uno speciale strato superiore in ossido di silicio per accoppiare otticamente le celle superiore e inferiore.
Tutti i processi utilizzati per realizzare questa cella da un centimetro quadrato sono adatti in linea di principio anche a grandi superfici. Il potenziamento con l'aiuto dei processi di deposizione sotto vuoto è molto promettente, come hanno già dimostrato i test iniziali.
Il limite realistico di efficienza pratica per le celle tandem fatte di silicio e perovskite è di circa il 35%. Successivamente, il team HZB vuole rompere la barriera di efficienza del 30%. Albrecht spiega che le idee iniziali per questo sono già in discussione.
