La ricerca di soluzioni innovative per ridurre il costo dell’energia prodotta con sistema fotovoltaici a concentrazione è un tema che a livello internazionale trova sempre maggiore consenso (attività analoghe sono in corso in USA, Giappone ed Europa (anche nell’ambito del V° e VI° Programma Quadro UE). L’attività triennale svolta da CESI nella prima fase della Ricerca di Sistema , con il programma ENERIN/CELCON, ha dimostrato che è questa soluzione è realistica e finalizzata a ridurre il costo del kWora da fonte solare. Anche in Italia, oltre che in CESI, sono in atto ricerche in questo settore da parte di ENEA (con il progetto FOCUS) e dell’Università di Ferrara. Si sta anche evidenziando un interesse industriale da parte di Edison e Pirelli Lab. Gli obiettivi che il presente progetto si è posto, sono stati: null Sviluppare il know-how per la crescita di strutture epitassiali adatte alla realizzazione di celle solari ad elevata efficienza con reattore MOCVD CESI. null Selezione di una struttura in grado di superare il 30% di efficienza in concentrazione. null Rendere l’Italia autonoma nella produzione di questa tipologia di celle solari individuando sinergie con altri programmi nazionali sul tema della concentrazione. Nella fase iniziale del programma, durata circa 12 mesi, sono state identificate le condizioni ottimali di deposizione degli strati epitassiali, analizzata la morfologia degli strati, studiata l’incorporazione dei droganti e il match reticolare dei composti ternari e quaternari. Si è quindi iniziato a depositare le strutture necessarie a realizzare le singole celle solari necessarie a fabbricare la cella a tripla giunzione, ovvero: la cella al Ge (cella bottom), la cella InGaAs (cella middle) e la cella InGaP (cella top). Le strutture sono state ottimizzate con iterazioni successive, usando un modello matematico di simulazione sviluppato da CESI. Tutte le strutture messe a punto hanno polarità N su P (ovvero il substrato di germanio è di tipo P), in quanto teoricamente questa configurazione permette di ottenere un’efficienza di conversione migliore ad elevata concentrazione luminosa rispetto alla struttura P su N. Un’ulteriore attività ha riguardato la fabbricazione dei diodi tunnel di interconnessione, necessari a collegare in serie le tre celle nella struttura a tripla giunzione. Quest’attività è estremamente importante perché i diodi tunnel devono resistere al carico termico dovuto alla crescita epitassiale degli strati successivi e devono avere correnti di picco dell’ordine degli A/cm 2 , compatibili con l’impiego in concentrazione. Le diverse strutture epitassiali e le celle solari realizzate a scopo di prova hanno mostrato caratteristiche elettriche di conversione adeguate all’impiego previsto. Si è quindi iniziato a connettere tra

loro le varie celle per mezzo dei diodi tunnel. In particolare sono state realizzate in modo preliminare le seguenti strutture con due giunzioni: bottom/tunnel/top, bottom/tunnel/middle e middle/tunnel/top. Questa fase dello sviluppo è quella più critica perché l’interazione delle strutture tra loro è difficilmente prevedibile sulla base del solo modello matematico. In parallelo alle attività di studio sulle strutture e all’impiego del nuovo reattore epitassiale, si è studiato il processo realizzativo delle celle solari a concentrazione migliorando i processi di fotolitografia al fine di rendere il processo ripetibile ed affidabile. Sono state fabbricate centinaia di celle solari con varie dimensioni e requisiti in grado di soddisfare diverse tipologie applicative. Infine sono state prodotte celle a tripla giunzione da impiegare nelle altre attività e milestones del programma GEN21/RINN/SOLEFV e i cui risultati saranno descritti nei rapporti successivi (ad esempio 5.1.1.3 Caratterizzazione e 5.1.2.3/5.1.2.4 Insarray).