Negli ultimi anni, la ricerca nel campo delle celle solari a film sottile ha fatto passi da gigante, grazie a un nuovo modello sviluppato dalle università di Swansea e Åbo Akademi. Questo modello innovativo mira a migliorare l’efficienza delle celle solari a film sottile, superando le limitazioni della tradizionale equazione del diodo di Shockley. L’obiettivo principale è ottimizzare la raccolta di elettricità e ridurre al minimo le perdite dovute alla ricombinazione.
Per quasi ottant’anni, l’equazione del diodo di Shockley ha rappresentato il punto di riferimento per spiegare il flusso di corrente attraverso le celle solari. Tuttavia, il nuovo studio condotto dai ricercatori delle università di Swansea e Åbo Akademi mette in discussione questa comprensione tradizionale, soprattutto per una specifica classe di celle solari di nuova generazione: le celle solari a film sottile.
Le celle solari a film sottile, realizzate con materiali flessibili e a basso costo, hanno finora mostrato un’efficienza limitata a causa di fattori che i modelli analitici esistenti non riuscivano a spiegare completamente. Il nuovo modello analitico sviluppato dai ricercatori offre una comprensione più approfondita di come queste celle solari possano raggiungere un’efficienza ottimale, bilanciando la raccolta di elettricità generata dalla luce e minimizzando le perdite dovute alla ricombinazione.
Il team di fisici dell’Università di Swansea e dell’Åbo Akademi ha compiuto un importante passo avanti nella tecnologia delle celle solari, creando un nuovo modello analitico che migliora la comprensione e l’efficienza dei dispositivi fotovoltaici a film sottile. “I nostri risultati forniscono importanti intuizioni sui meccanismi che guidano e limitano la raccolta delle cariche e, in ultima analisi, l’efficienza di conversione della potenza nei dispositivi fotovoltaici a bassa mobilità,” ha dichiarato il dottor Oskar Sandberg dell’Åbo Akademi University, Finlandia.
I modelli analitici precedenti per queste celle solari avevano un punto cieco: le “cariche iniettate”, ovvero le cariche che entrano nel dispositivo dai contatti. Queste cariche influenzano significativamente la ricombinazione e limitano l’efficienza. “I modelli tradizionali non riuscivano a catturare l’intero quadro, soprattutto per queste celle a film sottile con semiconduttori a bassa mobilità,” ha spiegato il ricercatore principale, il professor associato Ardalan Armin dell’Università di Swansea.
Questo nuovo modello offre un quadro innovativo per la progettazione di celle solari a film sottile e fotodetettori più efficienti, ottimizzando i dispositivi esistenti e analizzando le proprietà dei materiali. Con una comprensione più approfondita dei meccanismi di ricombinazione e delle cariche iniettate, i ricercatori possono ora progettare dispositivi che massimizzano la raccolta di elettricità e minimizzano le perdite, portando a una maggiore efficienza energetica e a costi ridotti.
