L'assioma 'due è meglio di uno' vale anche per il fotovoltaico. Si otterrebbero prestazioni nettamente superiori se si impilassero due celle una sopra l'altra, dove quella superiore è semitrasparente e converte in modo efficiente grandi fotoni di energia in energia elettrica, mentre quella in basso converte i fotoni a bassa energia rimanenti. Questa soluzione- che permette di convertire in energia elettrica una maggiore quantitù di energia luminosa- esiste, ma è stata principalmente confinata alla applicazioni spaziali o per il fotovoltaico concetrato (CPV). Perché il cristallo che è stato finora utilizzato per questi sistemi tandem è molto costoso e quindi inadatto a una produzione di massa.
Questo finora. Ma grazie alla ricerca condotta dallo Swiss Federal Laboratories for Material Science and Technology (Empa) gli scenari potrebbero cambiare. Il team, capitanato da Stephan Buecheler e Ayodhya N. Tiwari, ha messo a punto un nuovo sistema che si basa su un film sottile policristallino e sta vagliando la possibilità di usare materiale plastico o metalli sottili per le celle.
L'innovazione di processo sta nell'essere riusciti a produrre il film superiore della cella tandem a una temperatura di soli 50°. La cella che i ricercatori hanno creato è un composto di ioduro di piombo e metilammonio depositato sotto forma di minuscoli cristalli perovskite con un'efficienza del 14,2% e un grado di trasparenza media del 72%. La perovskite viene adagiata su uno strato intermedio sottile di PCBM (Phenyl-C61-butyric acid methyl ester) ciascuna molecola del quale
contiene 61 atomi di carbonio interconnessi. Questo cristallo è in grado di assorbire lo spettro blu e quello giallo della luce visibile, trasformandola in energia elettrica. Mentre la luce rossa e i raggi ultrarossi ultrepassano il materiale e viene invece captata dall'altra cella posta alla base del sistema tandem, che è una cella CIGS (rame indio gallio diseleniuro).
Obiettivo: 30% di efficienza
Se una cella solare costituita da un monostrato policristallino può convertire al massimo un 25% dell'energia solare in energia elettrica, le celle solari tandem potrebbero aumentare questa percentuale a oltre il 30%. Ma in futuro.
Il risultato raggiunto finora è soltanto l'inizio- ha dichiarato Ayodhya Tiwari- Devono essere superati molti ostacoli prima di poter raggiungere l'obiettivo dell'efficienza al 30%. Sono necessari altri esperimenti comparati e altri studi approfonditi per testare varie tecnologie per le interconnessioni elettriche.
