Cerca nel sito per parola chiave

rapporti - Deliverable

Sviluppo di celle ad alta efficienza per l’alta concentrazione e per moduli luminescenti

rapporti - Deliverable

Sviluppo di celle ad alta efficienza per l’alta concentrazione e per moduli luminescenti

La ricerca svolta ha portato a sintesi il triennio di attività dedicato allo sviluppo di celle fotovoltaiche a concentrazione a singola giunzione e 4 giunzioni, quest’ultime, in particolare, basate sulla combinazione monolitica di elementi dei gruppi III-V con gli elementi del gruppo IV nella medesima camera di crescita epitassiale MOCVD.

Combinando i composti III-V con gli elementi del gruppo IV nella stessa camera di crescita MOCVD (Metal-Organic Chemical Vapour Deposition), RSE ha sviluppato i primi prototipi di celle a 2 giunzioni (2J) III-V/Ge/Ge, a tre terminali, fino ad ora mai realizzati, facenti parte del dispositivo a 4J GaAs/InGaAs/InGaP/Ge/Ge. Il confronto fra le simulazioni delle curve di External Quantum Efficiency (EQE) e i dati sperimentali ha permesso di ipotizzare la presenza di un “effetto transistor”, che, provocando un significativo aumento della EQE della cella bottom, potrebbe essere utilizzato in futuro per ridurre lo spessore della cella. Per la realizzazione del contatto profondo della cella a 2J, a 3 terminali, è stato sviluppato un adeguato processo MESA, utilizzando nuove maschere litografiche e opportuni attacchi chimici. Le celle, di dimensioni 1×1 mm2, hanno richiesto la progettazione di un nuovo ricevitore e l’ottimizzazione dei parametri di wire bonding per la saldatura. È proseguito lo sviluppo degli anti-reflection coating (ARC) su celle a tripla giunzione, approfondendo lo studio della deposizione di GaN via Radio-Frequency Magnetron Sputtering, modellizzando e realizzando ARC a 2 e 3 strati anche con composizioni miste e nanostrutturati. I risultati ottenuti hanno fornito indicazioni utili allo sviluppo di ARC sulle future celle a 4J. La caratterizzazione degli ARC si è avvantaggiata dell’utilizzo delle tecniche di riflettività da Raggi X e di Diffrazione da Raggi X ad incidenza radente. L’installazione di un “Knife Edge Collimator” ha permesso di migliorare la selettività spaziale del fascio di Raggi X incidente sul campione e la risoluzione angolare nelle misure di riflettività. In parallelo all’attività sulla cella a 4J è stato realizzato anche un prototipo di cella InGaP per moduli concentratori luminescenti, dotata di una nuova griglia metallica che ha permesso di incrementare il valore del fill factor dall’80% all’85% e l’efficienza di conversione dal 39% al 47% in riferimento allo spettro emesso dal materiale luminescente. Il prototipo di cella InGaP e la cella a doppia giunzione sono stati analizzati tramite la tecnica Electron-Beam Induced Current, fornendo risultati interessanti sulla correlazione dei difetti morfologici con i centri di ricombinazione e sulla posizione delle giunzioni p/n. I risultati ottenuti in questa LA costituiscono un passo significativo in avanti per lo sviluppo di celle 4J ad alta efficienza e a più basso costo.

Progetti

Comments