La nuova cella solare “tandem” batte il record mondiale

I ricercatori dell’Arabia Saudita hanno appena battuto un record da loro stessi stabilito solo due mesi fa: una cella solare tandem con un’efficienza senza precedenti del 33,7%.

La sfida: Le celle solari fotovoltaiche assorbono la luce e la convertono in elettricità. Ne troverai dozzine in un pannello solare medio, ed è probabile che siano realizzati in silicio, perché dura a lungo ed è relativamente economico.

Le celle solari al silicio, però, non sono particolarmente efficienti: la maggior parte delle celle al silicio commerciali converte solo il 18-22% dell'energia solare che le colpisce in elettricità. Ciò significa che sono necessarie più celle e più pannelli, aumentando i costi e la manutenzione del sistema.

"Ci auguriamo che il nostro nuovo risultato contribuisca ad accelerare la transizione energetica verde."

L'idea: Per migliorare l’efficienza delle celle solari, alcuni ricercatori stanno accoppiando il silicio in esse contenuto con un altro materiale. Nel dicembre 2022, ad esempio, un team tedesco ha presentato una cella solare costituita da silicio standard con sopra uno strato di minerale perovskite.

Mentre lo strato di silicio assorbiva e convertiva principalmente la luce infrarossa in elettricità, lo strato di perovskite faceva lo stesso con la luce visibile. Di conseguenza, la cella solare "tandem" è riuscita a raggiungere un'efficienza record del 32,5%.

Cosa c'è di nuovo?Il 30 maggio, Erkan Aydin, ricercatore presso la King Abdullah University of Science and Technology (KAUST) in Arabia Saudita, ha annunciato la creazione di una cella solare tandem che ha raggiunto un’efficienza del 33,7%.

Ciò supera l’attuale record mondiale del 33,2%, stabilito dagli stessi ricercatori KAUST nell’aprile 2023.

"In due mesi abbiamo stabilito un nuovo record mondiale per le celle solari tandem in perovskite/silicio: ancora una volta!" ha scritto Aydin in un post su LinkedIn. "Ci auguriamo che il nostro nuovo risultato contribuisca ad accelerare la transizione energetica verde."

Scatola nera:La cella solare tandem di KAUST è stata certificata dall'European Solar Test Installation, un laboratorio di ricerca che verifica le prestazioni della tecnologia solare per l'Unione Europea, quindi sappiamo che le sue dichiarazioni di efficienza sono valide.

Tuttavia, i ricercatori non hanno rivelato nulla su come siano riusciti a spremere quella quantità extra di elettricità dalle cellule.

Quando hanno battuto il record in aprile, hanno notato che la parte in silicio della cella era strutturata, il che ha contribuito a migliorare l'efficienza di altre celle solari tandem, quindi potrebbero aver adottato lo stesso approccio con la nuova cella, ma non lo sappiamo ancora. sapere con certezza se è così.

Guardando avanti:Creare celle solari in grado di battere i record di efficienza in laboratorio è una cosa, raggiungere quelle stesse efficienze con celle solari che potrebbero fare la differenza nel mondo reale è un’altra.

I prossimi passi per il team KAUST riguarderanno probabilmente lo sviluppo di versioni più grandi della loro cella solare tandem. La cella attuale è appena più grande di un centimetro quadrato, ma le celle utilizzate nei pannelli solari standard sono solitamente di circa 240 cm2.

KAUST deve ora dimostrare che la sua cella solare tandem può fare la differenza nel mondo reale.

Sono necessarie circa 1.200 di queste celle solari al silicio standard per produrre elettricità sufficiente per una casa media, quindi, anche se la cella di KAUST è più efficiente di qualsiasi altra cella solare tandem perovskite/silicio, ne avremmo comunque bisogno di molte per realizzarne qualsiasi una sorta di intaccatura nel fabbisogno energetico mondiale.

Ciò significa che KAUST non solo deve essere in grado di ingrandire le proprie celle, ma deve anche essere in grado di produrle su larga scala e a un prezzo competitivo.

Gli acquirenti si aspettano inoltre che i loro pannelli solari durino almeno 20 anni, ma le celle a base di perovskite tendono a degradarsi più rapidamente di quelle in silicio: garantire che la cella solare tandem possa resistere alle condizioni ambientali per anni sarà un altro obiettivo importante per il team KAUST.

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