Imec e Solvay annunciano un nuovo record mondiale di efficienza per i moduli fotovoltaici organici.

La cella solare organica (o cella solare plastica) è un tipo di cella solare polimerica che utilizza l’elettronica organica, un ramo dell’elettronica che si occupa di conduttori organici di polimeri o piccole molecole organiche, per l’assorbimento della luce e il trasporto di carica per la produzione di energia elettrica dalla luce solare attraverso l’effetto fotovoltaico.

La plastica utilizzata nelle celle solari organiche ha bassi costi di produzione quando si fabbrica in massa. Questo fatto unito alla flessibilità delle molecole organiche, rende le celle solari organiche potenzialmente convenienti nelle applicazioni fotovoltaiche. L’Ingegneria molecolare (ad esempio modifica della lunghezza e il gruppo funzionale di polimeri) può cambiare il divario di energia, che consente il cambiamento chimico di questi materiali. Il coefficiente di assorbimento ottico di molecole organiche è alto, quindi una grande quantità di luce può essere assorbita da una piccola quantità di materiali. I principali svantaggi connessi alle celle fotovoltaiche organiche sono bassa efficienza, bassa stabilità e resistenza rispetto alle celle fotovoltaiche inorganiche.

 

Imec e la società chimica Solvay hanno annunciato un modulo fotovoltaico organico, con un record mondiale di efficienza certificata del 5,5 per cento (certificato da Newport, un fornitore leader a livello mondiale di prodotti di tecnologia avanzata e soluzioni per la ricerca scientifica, vita e salute, aeronautica e difesa, fotovoltaico, produzione industriale, semiconduttori e mercati di microelettronica).

Una prestazione ottimale a livello di modulo è un passo fondamentale per il successo del processo di aumento della produzione e commercializzazione di celle fotovoltaiche organiche. Questo risultato è stato ottenuto utilizzando un’innovativa architettura di eterogiunzione invertita sviluppata da IMEC in stretta collaborazione con Solvay e un semiconduttore “ActivInk TM” che è tecnologia proprietaria di Polyera.

Le celle solari organiche tengono un enorme potenziale per l’integrazione in facciate e finestre, a causa della loro traslucenza ottica e la capacità di essere costruite su grandi aree ad alta produttività. L’efficienza delle celle solari organiche è meno dipendente dall’intensità e dall’angolo della luce solare, tuttavia, per diventare una soluzione industriale pertinente, è’ necessario l’aumento della loro produzione verso un processo industriale, così come un ulteriore aumento delle loro prestazioni e della loro durata per giustificare tutto ciò.

 

Il programma di ricerca dell’IMEC sulle celle solari organiche affronta tutte le sfide per rendere la tecnologia fotovoltaica organica pronta all’introduzione sul mercato. IMEC ha sviluppato un’apposita cella solare a base polimerica con un’invertita architettura di eterogiunzione.  Questo tipo di architettura riesce a ottimizzare la gestione della luce cellulare mentre aumenta la stabilità del dispositivo. Dopo aver dimostrato ottimi risultati di efficienza a livello cellulare nel 2011, IMEC e la Solvay hanno sviluppato un processo d’integrazione di massa delle celle solari a eterogiunzione invertita in un modulo efficiente che utilizza il 95% della superficie di apertura per generare elettricità. E’ stato raggiunto un grado di efficienza del 5,5% su un’apertura di 16 cm ², un record mondiale per moduli fotovoltaici organici.

Tom Aernouts, capogruppo del dipartimento ricerca e sviluppo del fotovoltaico organico presso IMEC, ha osservato: “Siamo entusiasti di aver raggiunto questi ottimi risultati a livello di modulo. Si tratta di un passo importante per il passaggio della tecnologia organica delle celle solari verso la produzione di massa. Con ulteriore ottimizzazione del dispositivo e della struttura del modulo, insieme all’ottimizzazione del materiale foto-attivo della cella, continueremo ad aumentare l’efficienza e la durata della stessa, che sono requisiti essenziali per lo sviluppo di un settore rilevante per la tecnologia a celle solari organiche”.

 

Le attività del fotovoltaico organico di Imec fanno attualmente parte di Solliance, un conglomerato internazionale di ricerca e sviluppo che sfrutta il sapere delle principali compagnie di energia solare su tecnologia a film sottile. Si trova nel triangolo Eindhoven-Leuven-Aachen (regione ELAT) e cerca di rafforzare la posizione della regione come forza mondiale nel settore fotovoltaico a film sottile.

Franck Delahaye, manager di produzione solare della RENA (compagnia associata della SoLayTec) dice “Questo risultato eccellente della cella mostra la maturità della “InPolish” prodotta dalla nostra società per la lucidatura del lato posteriore e dell’ “InOxSide” per l’isolamento delle giunzioni della stessa specialmente per le celle della prossima generazione come l’ “i-PERC””.

Roger Görtzen, Co-fondatore e responsabile marketing e vendite di SoLayTec aggiunge: “Gli eccellenti risultati sulla passivazione del lato posteriore mostrano la validità del processo “ALD Al2O3” della SoLayTec. Il processo di laboratorio è già scalabile per la produzione di massa. Insieme al basso consumo il risultato è il più basso costo del prodotto. Siamo l’unica scelta quando si tratta di strati di passivazione di sottili celle solari al silicio”.

 

I risultati sono stati ottenuti nell’ambito del programma IMEC “Cella Solare di Silicio, Affiliazione Industriale” (IIAP), un programma di ricerca e sviluppo a cui partecipano più aziende che esplora e sviluppa tecnologie di processo avanzate, volte a una forte riduzione dell’uso del silicio, mentre l’efficienza della cella aumenta, quindi a un ulteriore abbassamento sostanzialmente del costo per Watt.

 

A proposito di IMEC

Imec è azienda leader della ricerca a livello mondiale nel settore della nanoelettronica e del fotovoltaico. Sfrutta la sua conoscenza scientifica con la forza innovativa delle sue affiliazioni globali in materia di ICT (Information and Communication Technology, tecnologia dell’informazione e comunicazione), sanità ed energia. Imec offre all’industria rilevanti soluzioni tecnologiche. In un unico ambiente high-tech, s’impegna a fornire le basi per una vita migliore in una società sostenibile. Ha sede a Leuven, in Belgio, e ha uffici in Belgio, Olanda, Taiwan, Stati Uniti, Cina, India e Giappone. Il suo personale di quasi 2.000 persone comprende più di 600 residenti industriali e ricercatori ospiti. Nel 2011, le entrate IMEC sono state di circa 300 milioni di euro.

A proposito di Solvay

Solvay è un gruppo chimico internazionale impegnato nello sviluppo sostenibile con una chiara focalizzazione sull’innovazione e sull’eccellenza operativa. Sta realizzando oltre il 90% delle sue vendite in mercati in cui è tra i primi tre leader mondiali. Solvay offre una vasta gamma di prodotti che contribuiscono a migliorare la qualità della vita dei suoi clienti in mercati come quello dei beni di consumo, costruzioni, automobili, energia, acqua e ambiente, ed elettronica. Il Gruppo ha sede a Bruxelles, impiega circa 31.000 persone in 55 paesi e ha generato 12,7 miliardi di euro di fatturato nel 2011.

Imec e Solvay annunciano un nuovo record mondiale di efficienza per i moduli fotovoltaici organici.
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