- Longi ha raggiunto un’efficienza del 34,85% in una cella solare in perovskite tandem a due terminali
- La nuova cella solare ha superato il cosiddetto limite di Shockley-Queisser, fissato al 33,7% per le celle solari convenzionali
L’efficienza dei pannelli solari è sempre oggetto di studio e l’unico Paese in grado di sviluppare nuovi progressi è la Cina. Infatti, l’azienda Longi è riuscita a ottenere una certificazione dal Laboratorio Nazionale per le Energie Rinnovabili (NREL) degli Stati Uniti. Il gigante cinese dei moduli solari ha ottenuto un nuovo record nell’efficienza di conversione dell’energia solare, raggiungendo il 34,85% di efficienza in una cella solare in perovskite tandem a due terminali. In questo modo, Longi è riuscita a superare il precedente record del 34,6% detenuto dalla stessa Longi due anni fa.
Un progresso tecnico fondamentale
Per comprendere l’impresa, è importante conoscere il design in tandem. Questa struttura combina uno strato superiore di perovskite e uno inferiore di silicio cristallino, consentendo di catturare diverse gamme dello spettro solare. Mediante una tecnica chiamata passivazione dell’interfaccia a doppio strato, vengono introdotti due strati che migliorano il passaggio dell’elettricità tra i due strati attivi. Da un lato, il fluoruro di litio (LiF) funge da barriera contro le perdite di carica. Dall’altro, il diioduro di etilendiammonio (EDAI) riempie i vuoti su scala nanometrica, garantendo un’estrazione più efficiente della carica.
Non si tratta solo di materiali. L’azienda cinese ha anche riprogettato la struttura del silicio cristallino, rendendo la superficie frontale più ruvida per facilitare l’adesione della perovskite e mantenendo una texture standard nella parte posteriore per ottimizzare la cattura della luce infrarossa. Questa testurizzazione migliora l’assorbimento della luce e, di conseguenza, l’efficienza del pannello.
Il risultato non è da poco. Oltre a superare il proprio record, l’azienda cinese ha superato il cosiddetto limite di Shockley-Queisser. In altre parole, è riuscita a superare il limite massimo di efficienza fissato al 33,7% per un singolo giunto. Tuttavia, le celle tandem, che combinano materiali diversi come la perovskite e il silicio, possono superare questo limite sfruttando una gamma più ampia dello spettro solare dal punto di vista teorico. Ad esempio, alcune ricerche hanno dimostrato che le celle tandem possono raggiungere efficienze superiori al 40% e, in teoria, alcune configurazioni potrebbero arrivare fino al 60% .
Un sostegno istituzionale
Grazie alla partecipazione al progetto di università come quelle di Suzhou e Hong Kong (HKPU), insieme all’Istituto di ricerca sull’energia pulita di Huaneng, Longi ha potuto perfezionare la sua tecnologia di eterouniione del silicio e ottimizzare i processi di produzione, avvicinando la tecnologia tandem a un livello più commerciabile.
La prossima sfida. Longi ha dimostrato che il limite massimo di efficienza solare rimane un obiettivo mobile. Tuttavia, ora dovrà portare questa tecnologia dal laboratorio al mercato di massa. La durata delle celle tandem, i costi di produzione e la scalabilità industriale saranno fattori chiave per determinare se questo record diventerà uno standard commerciale o un altro progresso tecnico senza applicazione pratica immediata.
