Longi, in collaborazione con l'Università di Yangzhou, ha realizzato una cella solare a eterogiunzione con contatto posteriore (HJT-BC) che raggiunge un'efficienza del 27,27%, aprendo la strada a una produzione industriale più affidabile per i moduli fotovoltaici ad altissima efficienza.
- Efficienza record del 27,27% per cella solare a eterogiunzione back-contact.
- Innovazione nel processo laser: riduzione delle onde d'urto che danneggiano il silicio.
- Identificato lo strato di nitruro di silicio (SiNx) come causa dei danni.
- Soluzione pronta per l'industria, secondo il ricercatore Lvzhou Li.
Il fotovoltaico a eterogiunzione combina strati di silicio cristallino e amorfo per catturare più luce solare, mentre la configurazione back-contact sposta tutti i contatti elettrici sul retro della cella, eliminando le ombreggiature sulla parte frontale. Fino ad oggi, però, la produzione di queste celle con laser ad alta densità di energia generava microscopiche onde d'urto in grado di degradare la superficie del silicio, riducendo l'efficienza finale. Il nuovo studio, pubblicato su 'Solar Energy' nel 2026, spiega come superare questo limite.
Come funziona la cella solare a eterogiunzione di Longi?
In breve, la cella solare a eterogiunzione combina due diversi tipi di silicio per migliorare l'assorbimento della luce e ridurre le perdite di energia. Il contatto posteriore (back-contact) posiziona tutti gli elettrodi sul retro, massimizzando la superficie esposta al sole. L'innovazione di Longi riguarda il processo di incisione laser: invece di usare impulsi che generano onde d'urto dannose, il team ha sviluppato un'ablazione non termica che controlla la deposizione di energia, preservando il reticolo cristallino del silicio.
Secondo Lvzhou Li, ricercatore principale dello studio, "il nostro lavoro non solo affronta una delle principali criticità della produzione basata su laser, ma offre anche un percorso pratico e pronto per l'industria verso il fotovoltaico a efficienza ultraelevata". Il gruppo ha scoperto che lo strato posteriore di nitruro di silicio (SiNx) era la principale fonte di danno: quando il laser interagiva con questo strato, si generavano picchi di pressione istantanei che compromettevano il trasporto dei portatori di carica.
Quali danni provocano le onde d'urto laser nelle celle solari?
Le onde d'urto indotte dal laser possono danneggiare le celle solari generando picchi di pressione estremamente rapidi e localizzati all'interno del reticolo cristallino del silicio. Questi danni si manifestano in due modi principali:
- Degrado della passivazione: la superficie del silicio perde la sua capacità di neutralizzare le ricombinazioni dei portatori di carica, riducendo la tensione a circuito aperto.
- Alterazione della texture: la microstruttura della superficie frontale viene danneggiata, diminuendo la cattura della luce e quindi la corrente generata.
Nell'articolo pubblicato su 'Solar Energy', Li e i colleghi hanno affrontato in particolare il degrado della passivazione e della texture del lato frontale causato dal patterning laser sul lato posteriore ad alte densità di energia. Il risultato è un processo che preserva l'integrità strutturale della cella, portando al record del 27,27%.
Per comprendere meglio l'impatto di questa tecnologia, può essere utile confrontarla con le celle solari tradizionali. Ecco una tabella comparativa:
| Caratteristica | Cella solare a eterogiunzione (HJT-BC) | Cella solare PERC tradizionale |
|---|---|---|
| Efficienza massima | 27,27% (record Longi 2026) | ~24% (produzione standard) |
| Contatti elettrici | Posteriori (nessuna ombreggiatura frontale) | Frontali e posteriori (ombreggiatura parziale) |
| Complessità produttiva | Maggiore (richiede laser di precisione) | Inferiore (processo consolidato) |
| Affidabilità dopo laser | Migliorata con la nuova tecnica di ablazione non termica | Non applicabile (non usa eterogiunzione) |
Cosa significa questo risultato per il fotovoltaico nel 2026?
Il raggiungimento del 27,27% di efficienza su una cella solare a eterogiunzione con contatto posteriore rappresenta un passo concreto verso la commercializzazione di moduli fotovoltaici con prestazioni superiori. Secondo l'Agenzia Internazionale per l'Energia (IEA), l'efficienza media dei pannelli solari commerciali si attesta intorno al 20-22%, e ogni punto percentuale in più si traduce in una riduzione del costo per kilowattora prodotto. Per il mercato italiano, dove lo spazio sui tetti è spesso limitato, moduli più efficienti significano più energia prodotta dalla stessa superficie, un vantaggio concreto per chi vuole massimizzare il ritorno dell'investimento.
Inoltre, la tecnica sviluppata da Longi è descritta come "pronta per l'industria", il che suggerisce che potrebbe essere integrata nelle linee di produzione esistenti senza stravolgimenti. Questo è particolarmente rilevante alla luce degli obiettivi del PNRR agrivoltaico, che richiede tecnologie efficienti e affidabili per abbinare produzione agricola ed energetica.
Domande frequenti
Che cos'è una cella solare a eterogiunzione?
Una cella solare a eterogiunzione è un dispositivo fotovoltaico che combina strati di silicio cristallino e silicio amorfo per aumentare l'efficienza di conversione della luce in elettricità, riducendo le perdite per ricombinazione dei portatori di carica.
Qual è l'efficienza record di Longi nel 2026?
Longi ha annunciato una cella solare a eterogiunzione con contatto posteriore che raggiunge il 27,27% di efficienza, come pubblicato sulla rivista 'Solar Energy'.
Perché le onde d'urto laser danneggiano le celle solari?
Le onde d'urto laser generano picchi di pressione istantanei all'interno del reticolo cristallino del silicio, causando microfratture che degradano la passivazione superficiale e riducono l'efficienza complessiva della cella.
Questa tecnologia sarà disponibile per i pannelli solari domestici?
La tecnica è descritta come pronta per l'industria, ma il suo impiego su larga scala richiederà ancora alcuni anni per essere integrata nelle linee produttive. Ci si aspetta che i primi moduli commerciali basati su questa tecnologia possano arrivare sul mercato entro il 2027-2028.
Quali vantaggi offre il contatto posteriore rispetto a una cella tradizionale?
Il contatto posteriore elimina le griglie metalliche sulla parte frontale della cella, aumentando la superficie esposta al sole e migliorando l'efficienza di cattura della luce, con un incremento tipico del 2-3% rispetto alle celle con contatti frontali.
In sintesi, il lavoro di Longi e dell'Università di Yangzhou dimostra che è possibile superare uno dei principali ostacoli produttivi delle celle solari a eterogiunzione back-contact. Il 27,27% di efficienza non è solo un numero da record, ma la prova che una produzione industriale stabile è realizzabile. Per chi segue l'evoluzione del fotovoltaico, questa innovazione rappresenta un passo avanti concreto verso moduli sempre più performanti e accessibili, con ricadute positive per l'intero settore delle rinnovabili.
