Un’innovazione che al momento può risultare incomprensibile, eppure nel lungo periodo cambierà lo sviluppo della stessa tecnologia delle celle solari. Anche perché il solare tandem a base di selenio-silicio promette di per sé dei risultati davvero ottimali.
Vediamo però cos’è il solare tandem, e perché sembra così rivoluzionaria questa nuova cella in selenio-silicio.
Cos’è il solare tandem
Nel mondo del fotovoltaico multigiunzione, creare una cella solare tandem in selenio-silicio è qualcosa di straordinario. Sebbene il selenio sia il materiale fotovoltaico più vecchio al mondo, come sottolinea Rinnovabili, non è stato possibile fino a oggi dimostrare che si potessero unire il selenio col silicio, appunto creare un solare tandem.
Introdotto nel 1884 con la prima cella fotovoltaica al mondo, il miglior risultato è stato raggiunto nel 2017 quando il Centro di Ricerca IBM Thomas J. Watson misero a punto una cella solare in selenio con un’efficienza record del 6,5%. Ma per migliorare l’efficienza, serviva appunto un materiale che potesse funzionare come semiconduttore e aumentare la produzione elettrica.
Perché il funzionamento del solare tandem è questo: una cella superiore che assorba fotoni ad alta energia, come la luce ultravioletta e visibile, e una cella inferiore che raccolga i fotoni a bassa energia, come quelli del vicino infrarosso. Da qui la candidatura del silicio come cella inferiore, e del selenio come cella superiore. E da qui la prima cella.
Creata la prima cella in selenio-silicio: lo studio del TUD
Come riporta PV Magazine, un gruppo di scienziati del TUD (Università Tecnica della Danimarca) ha sviluppato una cella solare tandem basata appunto su questa disposizione: una cella superiore con un assorbitore di selenio (Se) e una cella inferiore in silicio (Si).
Una vera e propria alternativa alle celle solari perovskite-silicio. Oltre al fatto che il semiconduttore è inorganico, esso consiste di un solo elemento ed è molto efficiente ad assorbire la luce, oltre ad avere una bassa tossicità. Inoltre, riporta l’abstract, raggiunge una ottimale tensione a circuito aperto di 1,68 V.
“Inoltre, quantifichiamo uno pseudo fattore di riempimento superiore all’80% […] indicando che una frazione significativa delle perdite fotovoltaiche può essere attribuita alla resistenza in serie parassita. Questo lavoro fornisce preziose informazioni sulle sfide chiave che devono essere affrontate per realizzare celle solari tandem al selenio/silicio ad alta efficienza.”
Se vuoi saperne di più su questo studio, ti suggeriamo la lettura integrale del paper pubblicato su PRX ENERGY:
Rasmus Nielsen, Andrea Crovetto, Alireza Assar, Ole Hansen, Ib Chorkendorff, and Peter C.K. Vesborg, Monolithic Selenium/Silicon Tandem Solar Cells, PRX ENERGY (2024), DOI: 10.1103/PRXEnergy.3.013013
