Un significativo passo avanti nel settore dell’energia solare arriva dalla Cina, dove Longi ha sviluppato una cella solare tandem perovskite-silicio flessibile in grado di raggiungere un’efficienza di conversione energetica certificata del 33,35%.
Celle tandem di nuova generazione: efficienza e innovazione
La validazione ufficiale è stata confermata dal rinomato National Renewable Energy Laboratory (NREL) degli Stati Uniti, sancendo così il primo e unico record mondiale per una cella tandem flessibile certificata da un organismo internazionale nel campo fotovoltaico.
Secondo Longi, questo traguardo rappresenta non solo un successo tecnologico, ma anche una base solida per applicazioni commerciali in ambiti come il fotovoltaico spaziale e l’integrazione nei veicoli, grazie al connubio tra leggerezza, flessibilità e alta potenza.
Le celle tandem perovskite-silicio emergono come protagoniste della prossima generazione fotovoltaica, grazie alla loro capacità di combinare elevate prestazioni energetiche con soluzioni ingegneristiche avanzate. Longi ha adottato una strategia a doppio strato tampone con meccanismo di rilascio dello stress, progettata per mitigare l’impatto degli ioni durante la deposizione e migliorare l’adesione tra gli strati senza compromettere l’efficienza del trasferimento di carica.
La cella flessibile è costruita su un substrato di silicio ultra-sottile da 60 micron e raggiunge una PCE certificata del 33,4% su un’area di 1 cm², mentre su un’area di wafer da 260 cm² mantiene una PCE del 29,8%, con un rapporto potenza-peso fino a 1,77 W/g. La struttura della cella combina elementi altamente specializzati: un contatto a doppio strato SnOx, uno strato di C60, un contatto posteriore trasparente in indio-zinco ossido (IZO), contatto metallico in argento, assorbitore di perovskite, strato di fluoruro di litio (LiF) e uno strato di trasporto di cariche a fori costituito da monostrato autoassemblato di etilendiammonio diiodide (EDAI).
Durabilità estrema e ingegneria dei materiali
Un aspetto distintivo della tecnologia di Longi è la resistenza meccanica e termica delle celle tandem. Test di piegatura hanno dimostrato che, dopo 43.000 cicli con un raggio di curvatura di circa 40 mm, le celle mantengono oltre il 97% della loro efficienza iniziale. Anche i cicli termici, da −40 °C a 85 °C per 250 iterazioni, confermano una stabilità superiore al 97%, secondo i dati pubblicati su Nature.
Il segreto risiede nella strategia a doppio strato tampone: il primo strato di SnOx protegge le delicate celle perovskite durante la deposizione del contatto trasparente mediante ALD, mentre il secondo strato, depositato tramite CVD, ottimizza l’estrazione di carica e minimizza le perdite resistive al contatto con il C60, prevenendo il distacco sotto stress ambientale.
Questa configurazione ingegneristica risolve il conflitto tra resistenza meccanica e trasporto efficiente di carica, consentendo alle celle di combinare flessibilità estrema con prestazioni energetiche elevate, aprendo nuove prospettive per applicazioni fotovoltaiche innovative e ad alta efficienza.
