Celle solari a film sottile di silicio

Descrizione

Questo corso consiste in una presentazione generale di celle solari basate su film sottili di silicio.

È il terzo MOOC della serie fotovoltaica di Ecole polytechnique a Coursera. Gli aspetti generali del campo fotovoltaico sono trattati in “Energia solare fotovoltaica”. E la descrizione dettagliata delle celle solari in silicio cristallino può essere trovata in "Fisica delle celle solari in silicio".

Dopo una breve presentazione del funzionamento delle celle solari, qui vengono descritti i semiconduttori a film sottile. Le proprietà generali dei semiconduttori disordinati e cristallini sono molto diverse, in particolare in termini di struttura della banda e meccanismi di doping. I film sottili di silicio, generalmente di spessore inferiore a 1 µm, vengono depositati dal plasma di silano portando all'incorporazione dell'idrogeno. Vengono discussi i meccanismi di crescita, in particolare la capacità di preparare film sottili parzialmente cristallizzati che appaiono come una miscela di nanocristalliti incorporati in un tessuto amorfo.

Le conseguenze delle proprietà dei semiconduttori sul comportamento delle celle solari vengono riviste. Le proprietà ottiche del silicio amorfo e nanocristallino sono complementari. Pertanto, il processo al plasma è particolarmente ben adattato alla preparazione di giunzioni multiple, con efficienze di conversione intorno al 13-15%. Inoltre i processi al plasma consentono di preparare celle solari in grandi aree su vetro o substrati flessibili.

Infine, è dimostrato che i materiali di silicio cristallino e amorfo possono essere combinati in celle solari eterogiunzioni con conversione ad alta efficienza (circa il 25%).

** Questo corso fa parte di una serie di 3 **
Energia solare fotovoltaica (https://www.coursera.org/learn/photovoltaic-solar-energy/)
Fisica delle celle solari al silicio (https://www.coursera.org/learn/physics-silicon-solar-cells/)
Celle solari a film sottile di silicio