Panasonic: record del fotovoltaico in silicio grazie alla tecnologia HIT
La Panasonic Corporation, leader mondiale nello sviluppo di tecnologie elettroniche e nella ricerca di soluzioni, ha annunciato la realizzazione di un modulo fotovoltaico in silicio capace di raggiungere un'efficienza di conversione del 25, 6% in una cella campione di 143,7 cm² di superficie. Grazie alla loro struttura bilaterale, i moduli HIT Double, permettono questo aumento di rendimento. L'azienda nipponica ha innalzato il suo precedente record dell'1%, raggiunto nel febbraio 2013 con la cella di 100 cm2 di superficie.
(Panasonic, moduli solari HIT - Credit Foto: Gizmag)
Nel 2014 questo nuovo record è stato raggiunto grazie ad un ulteriore sviluppo della tecnologia HIT (Heterojunction with Intrinsic Thin layer), basata su un sottile wafer di silicio monocristallino rivestito da un film di silicio amorfo ultrasottile. Essa rende possibile un utilizzo altamente efficiente delle superfici e un aumento della performance delle celle. Questa tecnologia si dimostra ottimale anche nelle variazioni di temperatura, poiché l'efficienza rimane stabile anche con temperature elevate.
(Panasonic, celle solari HIT da record -
Credit Foto: Panasonic)
Tre gli aspetti fondamentali:
La riduzione della perdita per ricombinazione. Le celle fotovoltaiche possono essere prodotte con livelli di efficienza elevati e ottenere ottimi ricavi energetici. Una delle caratteristiche fondamentali della tecnologia HIT è quella di ridurre la perdita durante la ricombinazione dei portatori di carica. Nelle celle solari in silicio si dissipano alcuni elettroni prima che raggiungano i contatti elettrici. Di conseguenza si riduce la quantità di energia generata. Per migliorare quindi la prestazione è stata adottata una struttura a "back-contact electrodes", dove gli elettrodi sono stati posti sul retro del modulo solare: questo ha permesso un utilizzo della luce solare in maniera più proficua ed efficace.
(Celle HIT generano elettricità solare simultaneamente fronte/retro -
Credit Foto: Tritec Energy)
La riduzione della perdita ottica. Per aumentare la corrente in una cella solare, è necessario condurre la luce che arriva sulla sua superficie al substrato di silicio monocristallino, cioè allo strato che genera la potenza con minor perdita. Posizionando gli elettroni sul retro, si permette alla luce di raggiungere il substrato in modo più fruttuoso. Questo ha portato a un netto miglioramento della densità di corrente.
(Panasonic, cella solare HIT, schema delle tecnologie di base Credit Foto: Panasonic)
La riduzione della perdita di resistenza. Nelle celle solari, la corrente elettrica generata viene accumulata negli elettrodi della griglia a superficie e trasmessa all'esterno. Precedentemente, gli elettrodi della grigia, sul lato della ricezione della luce, erano stati ottimizzati bilanciandone lo spessore (assottigliando gli elettrodi, si riduceva la quantità di luce bloccata), ma posizionandoli sul retro, è stato possibile diminuire la perdita resistiva quando la corrente è alimentata agli elettrodi di griglia. È stato inoltre raggiunto un elevato fattore di riempimento, migliorando così la perdita della resistenza.
La Panasonic ha annunciato che sta valutando una pianificazione per la produzione delle nuove celle con silicio amorfo senza però dare date precise.
(Panasonic, schema delle celle solari HIT- credit Foto : Panasonic)
Cosa si può dire in generale, dei moduli fotovoltaici HIT? Che essi offrono diversi vantaggi. La loro tecnologia costruttiva è ibrida stratificata. Le perdite, che si verificano durante il processo di generazione dell'energia, sono ridotte grazie alla combinazione tra strati ultrasottili di silicio amorfo e wafer monocristallini di alta qualità. Rispetto alle tradizionali celle solari in silicio cristallino, la struttura di quelle HIT presentano un ridimensionamento nell'estensione delle aree difettose all'interno e questo limita notevolmente il calo di potenza. Anche il fatto di essere costituita da tre barre, facilita la riduzione delle perdite elettriche che avvengono tra finger e le barre stesse, aumentando invece l'area capace di catturarla luce solare.
(Panasonic, fotovoltaico da redord - Credit Foto : Panasonic)
I moduli fotovoltaici con tecnologia HIT sono costruiti con materiali dalle grandi qualità ottiche ed elettriche. Essi mantengono alte performance anche in caso di alte temperature e scarsa luminosità.
Sono moduli fotovoltaici estremamente efficienti, dove la produzione di energia accresce all'aumentare della temperatura. Rispetto a quelli tradizionali, a parità di temperatura di esercizio, producono più elettricità all'aumentare del grado di calore. Appena le celle sono raggiunte dall'irraggiamento solare, generano immediatamente una tensione elettrica.
(Panasonic, schema della cellula HIT, struttura a piramide e vetro antiriflesso -
Credit Foto : Panasonic)
Grazie al vetro antiriflesso una quantità di luce maggiore può raggiungere la cella, indipendentemente dall'angolo di incidenza e anche in caso di luminosità diffusa. Le celle riescono a convertire più luce grazie alla loro sensibilità e ad uno spettro più ampio. La loro struttura a piramide fa si che essa, raggiunto il pannello, si rifletta più volte all'interno portando a maggiore assorbimento e a una migliore e più elevata erogazione di potenza.
(Panasonic, Center, Tokyo - Credit Foto: Panasonic)
Fondata nel 1918, la Panasonic oggi gestisce oltre 500 società. Impegnata da sempre a creare una vita e un mondo migliori, possiede stabilimenti, produttori di celle HIT, certificati ISO 14001. La fabbricazione avviene a basse temperature per cui si richiede meno energia. I moduli, inoltre, vengono assemblati in Ungheria per cercare di abbattere le emissioni di CO2 legate al trasporto. L'imballaggio è ecologico e minimizza il consumo di cartone, mentre i costi di stoccaggio e di carburante sono ridotti dalla pallettizzazione ad alta densità. Le celle solari HIT rappresentano, quindi, lo sforzo di offrire nuove possibilità, quanto più ecosostenibili.
Fonti:
Rinnovabili.it
Panasonic – Gizmag
