La nuova cella solare organica tandem a quattro terminali sviluppata dall'ICFO stabilisce un nuovo record di efficienza del 16,94%, promettendo rivoluzioni nel campo delle energie rinnovabili e delle tecnologie sostenibili
L'Institute of Photonic Sciences (ICFO) ha presentato un significativo progresso nel campo delle energie rinnovabili con la creazione di una cella solare organica tandem a quattro terminali che ha raggiunto un'efficienza di conversione di potenza (PCE) impressionante del 16,94%. Il record precedente di efficienza per le celle solari organiche tandem era del 14,2% per dispositivi a due terminali. In particolare, le celle solari organiche tandem a quattro terminali avevano raggiunto una efficienza massima precedente del 6,5%. Questo dispositivo innovativo è caratterizzato da un elettrodo d'argento trasparente e ultrasottile che svolge un ruolo cruciale nell'efficienza energetica del sistema.
Le celle solari organiche tandem a due terminali hanno mostrato grande promessa per ridurre le perdite energetiche nelle tradizionali celle solari a singola giunzione. Queste tecnologie avanzate utilizzano sottocelle con bandgap differenziati per catturare una gamma più ampia di spettro solare, migliorando l'efficienza globale. In parole semplici, questa tecnologia possiede due strati, ognuno ottimizzato per assorbire differenti tipi di luce solare, ampliando così la gamma di luce che può essere convertita in energia. Tuttavia, per ottenere risultati ottimali, è fondamentale equilibrare adeguatamente la corrente tra le subcelle, una sfida complessa data la necessità di un solido strato di interconnessione che promuova la ricombinazione delle cariche mantenendo un'elevata trasparenza.
Le innovazioni della configurazione tandem a quattro terminali
A differenza delle configurazioni a due terminali, il design a quattro terminali elimina il problema della corrispondenza della corrente tra le sottocelle, facilitando una migliore flessibilità nella selezione dei bandgap. Questo permette una ottimizzazione più accurata dell'assorbimento dei fotoni e una maggiore efficacia nella conversione dell'energia solare.
Nell'ultimo studio, pubblicato su Journal Solar RRL, i ricercatori, inclusi Francisco Bernal-Texca e il Prof. Jordi Martorell, hanno dimostrato la superiorità di questo approccio con la fabbricazione di una cella che non solo supera i precedenti record di PCE ma anche stabilisce nuovi standard per il settore. Il cuore di questo successo risiede nell'uso di un elettrodo trasparente di argento, alto solo 7 nanometri, quasi invisibile all'occhio umano, che aiuta a far passare la luce da uno strato all'altro senza perdere energia, garantendo prestazioni eccellenti.
Il dispositivo ha mostrato ottime prestazioni sotto illuminazione standard e potrebbe rivoluzionare il campo delle celle fotoelettrochimiche, essenziale per processi come la scissione dell'acqua e la riduzione della CO2. I ricercatori stanno ora lavorando per affinare ulteriormente la tecnologia, con l'obiettivo di ampliare le sue applicazioni, inclusa la conversione della CO2 in combustibili solari. Il progetto europeo SOREC2, di cui fa parte l'ICFO, mira a convertire la luce solare e la CO2 in prodotti chimici ad alto valore aggiunto, prospettando nuove vie per l'efficienza energetica e la sostenibilità ambientale.
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Fonte: ICFO
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