Celle fotovoltaiche: un nuovo design delle celle tandem Perovskite-CIGS promette un'efficienza del 29,7%

di pubblicata il , alle 17:54 nel canale Energie Rinnovabili Celle fotovoltaiche: un nuovo design delle celle tandem Perovskite-CIGS promette un'efficienza del 29,7%

Uno studio numerico condotto dai ricercatori dell'Università indiana di Chitkara ha mostrato prestazioni migliorate nel dispositivo superiore di una cella solare tandem basata su seleniuro di rame indio gallio (CIGS)

 

I ricercatori dell'Università di Chitkara, in India, hanno progettato e simulato una cella solare tandem perovskite-CIGS; il risultato è stato un'efficienza del 29,7%.

Lo studio "Perovskite-CIGS Monolithic Tandem Solar Cells with 29.7% Efficiency: A Numerical Study" ha preso in esame una cella solare monoliticamente impilata a due terminali: la parte superiore in perovskite con un bandgap di energia di 1,68 eV, quella inferiore basata su CIGS, con un bandgap di 1,1 eV.

Il progetto aveva una tensione a circuito aperto più elevata, con la cella superiore che fungeva da cella di limitazione della corrente.

I ricercatori hanno condotto una simulazione numerica per prevedere le prestazioni e il comportamento del dispositivo, utilizzando il software di capacità delle celle solari SCAPS-1D, uno strumento di simulazione per celle solari a film sottile sviluppato dall'Università di Ghent in Belgio.

La squadra ha progettato la cella inferiore con un film di ossido di zinco indio (IZO) conduttivo e trasparente, seguito da uno strato tampone di ossido di stagno (IV) (SnO2), uno strato di perovskite e come strato di trasporto del foro il carbazolo metil-sostituito (Me-4PACz).

Solar cell tandem perovskite

Per la cella superiore, la scelta è ricaduta sull'utilizzo di un substrato di ossido di indio-stagno (ITO), uno strato di solfuro di cadmio (Cds) e un assorbitore CIGS.

"Nella cella superiore, lo strato di perovskite funge da assorbitore per catturare i fotoni ad alta energia. Allo stesso modo, la cella inferiore utilizza lo strato CIGS per assorbire i fotoni a bassa energia", hanno affermato gli scienziati, evidenziando come entrambe le celle siano collegate tramite uno strato intermedio di ITO per fornire la corrispondenza corrente per la configurazione tandem.

Il team ha testato diversi spessori dello strato assorbitore CIGS, da 0,5 micrometri (μm) fino a 5 μm: in questo modo hanno potuto stabilire a 2,3 μm lo spessore perfetto, dove a un maggiore assorbimento di fotoni corrispondeva un aumento della densità di corrente.

Inoltre, è stato scoperto che esiste una saturazione della densità di corrente per lo spessore oltre 2,3 μm.

Con uno spessore dell'assorbitore ottimizzato di 2,3 μm, la cella inferiore mostrata nella simulazione può raggiungere un'efficienza di conversione di potenza del 16,26%, una tensione a circuito aperto di 0,64 V, una corrente di cortocircuito di 35,98 mA/cm2 e un riempimento fattore del 70,51%.

Solar cell tandem perovskite

Lo spessore della cella superiore/inferiore del dispositivo tandem di 347 nm/2,0 μm ha mostrato un'efficienza del 29,72%, una tensione a circuito aperto di 1,92 V, una corrente di cortocircuito di 20,04 mA/cm2 e un fattore di riempimento del 77%.

"La caduta di tensione attraverso la cella solare tandem è la somma della caduta di tensione su entrambe le sottocelle individualmente", ha affermato il team, aggiungendo che la cella superiore eroga meno corrente rispetto alla cella inferiore nella configurazione autonoma e funge da cella di limitazione della corrente.

"La principale limitazione dell'approccio dello spettro filtrato adottato è che ignora le perdite di riflessione interfacciale e gli effetti di interferenza", si legge in una nota dello studio "Il metodo della matrice di trasferimento (TMM) potrà quindi essere utilizzato in futuro per calcolare uno spettro filtrato più accurato."

25 Commenti
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nick09127 Febbraio 2023, 18:15 #1
Una simulazione numerica?
Ma era proprio il caso di farci un articolo?
Pasquale_196527 Febbraio 2023, 18:33 #2
tecnologia primitiva funzionante in particolari condizioni (luce solare) continuate a crederci ci vorrebbero milioni di ettari solo per il fabbisogno energetico delle auto, tir, bus, treni, aerei elettriche e milioni di tonnellate di batterie al litio per garantire l'erogazione di notte ed in assenza di luce diurna per motivi meteorologici. I pannelli solari hanno un poco senso considerando che la CO2 viene metabolizzata dagli alberi e vegetali in genere e trasformata in ossigeno, per questo stanno bruciando dolosamente intere foreste in tutto il mondo per aumentare la cO2 circolante e con il duplice obbiettivo di alterare il drenaggio dell'acqua degli stessi alberi procurando così danni e disastri idrogeologici agli umani facendo credere che è colpa del cambiamento climatico. Ci stiamo autodistruggendo sull'altare del profitto, avidità e denaro, di poche persone distopiche e disumane.
Ombra7727 Febbraio 2023, 20:02 #3
@nick091
sono probabilmente costretti a scrivere un numero minimo di articoli al giorno per generare impressions, logico che la maggior parte degli articoli siano su scempiaggini o scritti con i piedi, mal tradotti o gli innumerevoli post sulle auto elettriche e amazon, su una testata che ricordiamo "dovrebbe" essere prevalentemente IT.

Tornate a fare quello che vi rendeva grandi 10 anni fa, perchè sembra di leggere postalmarket.
F1r3st0rm27 Febbraio 2023, 20:34 #4
@pasquale _1965

cosa aspetti pubblica una tesi su queste tue ideee se sono precise e veritiere tutti ti daranno ragione...
se sono cazzate ahime chiunque ti perculerà, ma durerà poco una volta che il prossimo ricercatore indipezzente avrà pubblicato la sua nuova teoria.
bonzoxxx27 Febbraio 2023, 20:43 #5
Originariamente inviato da: F1r3st0rm
@pasquale _1965

cosa aspetti pubblica una tesi su queste tue ideee se sono precise e veritiere tutti ti daranno ragione...
se sono cazzate ahime chiunque ti perculerà, ma durerà poco una volta che il prossimo ricercatore indipezzente avrà pubblicato la sua nuova teoria.


Don't feed the troll..
zappy27 Febbraio 2023, 21:30 #6
Originariamente inviato da: Pasquale_1965
tecnologia primitiva funzionante in particolari condizioni (luce solare) continuate a crederci ci vorrebbero milioni di ettari solo per il fabbisogno energetico delle auto, tir, bus, treni, aerei elettriche e milioni di tonnellate di batterie al litio per garantire l'erogazione di notte ed in assenza di luce diurna per motivi meteorologici. I pannelli solari hanno un poco senso considerando che la CO2 viene metabolizzata dagli alberi e vegetali in genere e trasformata in ossigeno, per questo stanno bruciando dolosamente intere foreste in tutto il mondo per aumentare la cO2 circolante e con il duplice obbiettivo di alterare il drenaggio dell'acqua degli stessi alberi procurando così danni e disastri idrogeologici agli umani facendo credere che è colpa del cambiamento climatico. Ci stiamo autodistruggendo sull'altare del profitto, avidità e denaro, di poche persone distopiche e disumane.


il cambiamento climatico c'è. fattene una ragione.
Notturnia27 Febbraio 2023, 23:06 #7
Originariamente inviato da: Ombra77
@nick091
sono probabilmente costretti a scrivere un numero minimo di articoli al giorno per generare impressions, logico che la maggior parte degli articoli siano su scempiaggini o scritti con i piedi, mal tradotti o gli innumerevoli post sulle auto elettriche e amazon, su una testata che ricordiamo "dovrebbe" essere prevalentemente IT.

Tornate a fare quello che vi rendeva grandi 10 anni fa, perchè sembra di leggere postalmarket.


almeno su postalmarket c'erano le donnine
qua ci sono solo palle fotovoltaiche e auto elettriche intervallate da articoli di politica, articoli legali di cause fra case automobilistiche etc..

è il giornalino dell'elettricità in tutte le salse.. stile norme cei solo meno interessante..

ah si.. e dove lo mettiamo il record della miniberlin a 4 mila auto/settimana che è ancora a metà del dato promesso ?.. ma Musk intanto ha recuperato parte dei soldi persi (strano che manchi l'articolo) ed è di nuovo l'uomo più ricco al mondo grazie ad una trimestrale peggiore della FCA

boh.. ma questo è il futuro (e ahimè.. il presente..)
Ombra7728 Febbraio 2023, 01:25 #8
@Notturnia
Probabilmente non si sono mai domandati come mai Quattroruote non parla di computer.
ghiltanas28 Febbraio 2023, 07:18 #9
Originariamente inviato da: Ombra77
@nick091
sono probabilmente costretti a scrivere un numero minimo di articoli al giorno per generare impressions, logico che la maggior parte degli articoli siano su scempiaggini o scritti con i piedi, mal tradotti o gli innumerevoli post sulle auto elettriche e amazon, su una testata che ricordiamo "dovrebbe" essere prevalentemente IT.

Tornate a fare quello che vi rendeva grandi 10 anni fa, perchè sembra di leggere postalmarket.


Il problema più grande per me è la decadenza della homepage, un agglomerato di annunci e articoli sulle offerte, che facciano una sezione a parte e lascino pulita la home
Cappej28 Febbraio 2023, 08:25 #10
Originariamente inviato da: Ombra77
@nick091
sono probabilmente costretti a scrivere un numero minimo di articoli al giorno per generare impressions, logico che la maggior parte degli articoli siano su scempiaggini o scritti con i piedi, mal tradotti o gli innumerevoli post sulle auto elettriche e amazon, su una testata che ricordiamo "dovrebbe" essere prevalentemente IT.

Tornate a fare quello che vi rendeva grandi 10 anni fa, perchè sembra di leggere postalmarket.


Originariamente inviato da: Notturnia
almeno su postalmarket c'erano le donnine
qua ci sono solo palle fotovoltaiche e auto elettriche intervallate da articoli di politica, articoli legali di cause fra case automobilistiche etc..

è il giornalino dell'elettricità in tutte le salse.. stile norme cei solo meno interessante..

ah si.. e dove lo mettiamo il record della miniberlin a 4 mila auto/settimana che è ancora a metà del dato promesso ?.. ma Musk intanto ha recuperato parte dei soldi persi (strano che manchi l'articolo) ed è di nuovo l'uomo più ricco al mondo grazie ad una trimestrale peggiore della FCA

boh.. ma questo è il futuro (e ahimè.. il presente..)


Originariamente inviato da: ghiltanas
Il problema più grande per me è la decadenza della homepage, un agglomerato di annunci e articoli sulle offerte, che facciano una sezione a parte e lascino pulita la home


ma nooooooooo dai! ci sono le offertone di amazon! poi abbiamo la nuova rubrica sulle serie TV, le auto elettriche, tutti capricci di Elon Musk! (vi anticipo che oggi è tornato ad essere l'uomo più ricco del mondo... SPOILER)
In regalo la racchetta elettrica friggi-zanzare made in PRC!

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