Agosto 24, 2023

Nicola Martello

Nuovo record di efficienza per il fotovoltaico organico

Il fotovoltaico organico (OPV) apre nuove aree di applicazione per l’energia solare grazie alla sua produzione rispettosa del clima e poco costosa e alle sue celle solari flessibili e potenzialmente trasparenti. Per aiutare la tecnologia del fotovoltaico organico a raggiungere una svolta nel mercato, gli istituti di ricerca di tutto il mondo stanno lavorando per migliorare l’efficienza e la scalabilità delle celle solari organiche. I ricercatori del Fraunhofer Institute for Solar Energy Systems ISE e del Materials Research Center FMF dell’Università di Friburgo hanno ora migliorato il proprio record di efficienza, annunciato nel settembre 2020, per una cella solare organica con un’area di un centimetro quadrato. Ora, con un nuovo record di efficienza del 15,8%, il team di ricerca del Fraunhofer ISE ha nuovamente stabilito il record mondiale in questa categoria.

Uli Würfel, capo dipartimento del Fraunhofer ISE e capogruppo del Centro di ricerca sui materiali FMF, Università di Friburgo
Abbiamo ottenuto il miglioramento della cella solare da record principalmente applicando un rivestimento antiriflesso, che consente di assorbire più luce nello strato fotoattivo della cella, generando così una corrente più elevata.

Il metodo di costruzione

Il sistema a film sottile, che è stato depositato utilizzando un processo di sputtering, è stato sviluppato internamente dai ricercatori di un dipartimento correlato del Fraunhofer ISE. Fraunhofer ISE utilizza questa tecnologia di rivestimento non solo per ridurre la riflessione, ma anche per sviluppare elettrodi per celle solari organiche semitrasparenti. Queste celle solari sono costituite da uno strato organico fotoattivo applicato a un elettrodo posteriore che consente alla luce visibile di passare il più possibile, riflettendo fortemente la luce nel vicino infrarosso nella cella solare dove viene assorbita e convertita in elettricità. Nell’ambito del progetto di ricerca Durchblick-PV – Entwicklung von organischen Solarmodulen mit hoher visueller Transparenz (See-Through PV: Sviluppo di moduli solari organici ad alta trasparenza visiva), finanziato dal Ministero federale tedesco per gli affari economici e la protezione del clima (BMWK), gli scienziati stanno studiando potenziali materiali per lo strato assorbente e gli elettrodi anteriore e posteriore altamente trasparenti alla luce visibile.

Le celle solari organiche hanno molti vantaggi. Possono essere realizzate senza l’utilizzo di metalli pesanti e altri elementi critici, sono leggere, meccanicamente flessibili, facili da integrare e hanno un aspetto omogeneo anche se semitrasparenti. Selezionando semiconduttori organici che assorbono solo la luce infrarossa, è possibile sviluppare celle solari trasparenti per applicazioni quali finestre e coperture protettive trasparenti per le colture. In questo modo, i prodotti che forniscono protezione dagli agenti atmosferici e dal surriscaldamento possono essere combinati con la generazione di energia utile. Prima che tali prodotti raggiungano il mercato, tuttavia, devono ancora essere compiuti alcuni importanti passi di sviluppo.

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