Gli scienziati dell'Helmholtz-Zentrum Berlin hanno raggiunto il record mondiale per la cella solare tandem più efficiente, composta da uno strato inferiore di silicio e uno superiore di perovskite. L'European Solar Test Installation, l'ente di certificazione, ha ufficialmente confermato l' efficienza del 32.5% di queste celle solari. Con questo risultato, l'HZB ha stabilito un nuovo record mondiale per la cella solare tandem più efficiente mai realizzata.
Diversi istituti di ricerca e aziende stanno lavorando a uno studio continuo sullo sviluppo dell'efficienza. Ma i team di HZB hanno raggiunto un nuovo valore record certificato di efficienza del 32.5% per una cella solare. Non è la prima volta che raggiungono l'efficienza più elevata: nel 2021 HZB aveva già ottenuto il valore record del 29.8% grazie alle nanotexture periodiche . Poi, nell'estate del 2022, il valore di efficienza più alto registrato, riportato dall'École Polytechnique Fédérale de Lausanne (Svizzera), è stato del 31.3%, superando finalmente la barriera del 30%. Ma con il 32.5%, HZB ha fatto centro ancora una volta.
Il professor Steve Albrecht dell'HZB afferma: " Siamo entusiasti del nuovo valore, poiché dimostra che la tecnologia tandem perovskite/silicio è estremamente promettente per contribuire a un approvvigionamento energetico sostenibile". Il direttore scientifico dell'Helmholtz-Zentrum Berlin, il professor Bernd Rech, sottolinea inoltre: " Con il 32.5%, l'efficienza delle celle solari tandem dell'HZB si colloca ora in intervalli precedentemente raggiunti solo da costosi semiconduttori III/V . Il grafico NREL mostra chiaramente quanto siano spettacolari gli ultimi due incrementi ottenuti dall'EPFL e dall'HZB" .
Gli scienziati dell'HZB potrebbero migliorare significativamente l'efficienza delle celle solari tandem al silicio o alla perovskite. Il professor Steve Albrecht afferma: "Si tratta di un enorme passo avanti che non avevamo previsto solo pochi mesi fa. Tutti i team coinvolti all'HZB, in particolare il PV Competence Center (PVComB) e i team del laboratorio di innovazione HySPRINT, hanno lavorato insieme con successo e passione". Il team ha utilizzato una composizione di perovskite avanzata con una modifica dell'interfaccia molto intelligente.
Gli autori principali, membri del team del professor Albrecht, il dott. Eike Köhnen e la dott.ssa Silvia Mariotti, hanno sviluppato una modifica dell'interfaccia per ridurre le perdite dovute alla ricombinazione dei portatori di carica . Per comprendere meglio le proprietà specifiche di questa modifica dell'interfaccia, è stata applicata un'analisi dettagliata. Successivamente, questi sviluppi sono stati implementati con successo nelle celle solari tandem.
Lea Zimmerman, studentessa di master, ha contribuito a perfezionare ulteriormente il sistema con miglioramenti ottici . La combinazione di modifiche all'interfaccia e all'ottica ha permesso di raggiungere i valori di fototensione (tensione a circuito aperto) più elevati, ottenendo un nuovo record di efficienza per la tecnologia tandem.
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Molti altri tecnici e scienziati hanno contribuito allo sviluppo e alla fabbricazione di celle solari tandem, rendendo questo progetto un successo. Verso la fine del 2022, Meyer Burger Technology ha firmato un accordo di cooperazione pluriennale con diversi istituti di ricerca in Svizzera e Germania, tra cui l'Helmholtz-Zentrum Berlin, per industrializzare le celle e i moduli solari tandem a perovskite.
Si prevede che HZB, grazie all'accordo di industrializzazione, stabilirà un nuovo record mondiale con le sue celle solari tandem ad altissima efficienza, producendo, insieme a un nuovo record, 321.1 megawatt di energia.
