Legame semiconduttore mediato da materiale di upconversion. Credito: KyotoU/Katsuaki Tanabe
Le tecnologie delle celle solari sono migliorate in modo incrementale nel corso dei decenni, ma la conversione dell’energia è rimasta non ottimale.
Ora, i ricercatori dell’Università di Kyoto hanno sviluppato una nuova tecnologia di legame dei wafer utilizzando un materiale di upconversion ottico che trasforma la luce solare in lunghezze d’onda più corte. Questo nuovo processo a semiconduttore utilizza la funzione ottica dell’interfaccia per la formazione del legame.
Il team ha creato una struttura impilata costituita da un sottile film di silicio che imita la sottocella superiore di una cella solare multigiunzione e un wafer di cella solare in silicio; questi strati sono stati legati con un adesivo costituito da nanoparticelle di upconversion disperse in un idrogel.
Le celle solari multigiunzione convenzionali sono create con il metodo di crescita in fase vapore. Tuttavia, questo metodo è limitato dalla corrispondenza del reticolo nei materiali semiconduttori.
Il team, guidato da Katsuaki Tanabe, ha applicato il proprio metodo di wafer bonding alla produzione di una gamma di dispositivi ottici ed elettronici, dimostrando che diversi materiali semiconduttori possono essere impilati in qualsiasi combinazione senza la restrizione della corrispondenza del reticolo.
“Anche la luce intrinsecamente non assorbita di lunghezze d’onda maggiori nella sottocella inferiore di una cella solare multigiunzione potrebbe essere utilizzata per migliorare l’efficienza della conversione energetica complessiva tramite la nostra interfaccia di conversione verso l’alto”, conclude l’autore.
La ricerca è stata pubblicata in Lettere di fisica applicata.
