- ENERGIA
C26
Tecnologia ENEA
CELLE SOLARI A FILM SOTTILE DI CZTS
Livello di Maturità Tecnologica (TRL)
4
Aspetti innovativi e relativi benefici
Sviluppo di un materiale semiconduttore composto solo da elementi abbondanti in natura e non tossici con evidenti vantaggi in termini di costo e di limitato impatto ambientale. Il semiconduttore in corso di sviluppo ha inoltre un coefficiente di assorbimento ottico ottimale per la realizzazione di celle fotovoltaiche sia singole che tandem. Un primo obiettivo dell’uso del Cu2ZnSnS4 (CZTS) è il superamento del problema della scarsa disponibilità di indio contenuto nei moduli in CIS (CuInSe2) attualmente in produzione. Il CZTS ha infatti la stessa struttura cristallografica del CIS con la differenza che l’indio è sostituito dalla coppia zinco-stagno ed il selenio è sostituito dallo zolfo: l'utilizzo dello zolfo porta ad un aumento della energy gap da 1 eV a circa 1.5 eV.
Utilizzo
L'obiettivo principale per il CZTS è il suo utilizzo per realizzare celle tandem insieme a delle celle bottom basate sul silicio o su film sottili di bassa gap. In questo modo si potrebbe superare la barriera del 33% di efficienza imposta dalla termodinamica ai dispositivi basati su una singola giunzione.
Attività svolte e in corso
L'ENEA ha messo a punto un processo completo per la fabbricazione delle celle in CZTS su vetro che ha prodotto dispositivi con efficienza massima del 7.8%. E' in corso l'ulteriore ottimizzazione del processo su substrati di vetro e la sua estensione alla produzione di celle in CZTS su substrati di silicio in vista della fabbricazione di celle tandem CZTS/c-Si.
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