Caratterizzazione indoor di celle solari ai composti III-V per applicazioni terrestri e spaziali in concentrazione

Negli ultimi anni è diventata sempre più forte la necessità di diversificare le sorgenti energetiche in modo da diminuire la dipendenza dalle fonti fossili. Molti investitori, nel corso degli ultimi anni, hanno puntato in maniera molto decisa sull’installazione su vasta scala di impianti fotovoltaici a concentrazione (H-CPV, High Concentrated Photo-Voltaic). Attualmente le celle solari a tripla giunzione realizzate con materiali semiconduttori di tipo III-V rappresentano la tecnologia fotovoltaica più promettente per questo tipo di impianti, grazie alla loro capacità di operare ad elevati fattori di concentrazione raggiungendo valori di efficienza di conversione superiori al 40%. Tali celle solari sono nate in campo spaziale e hanno avuto importanti ricadute in campo terrestre. Mentre per le applicazioni spaziali la conoscenza generale risulta più approfondita, per le applicazioni terrestri c’è la necessità di intraprendere nuove strade di ricerca allo scopo di acquisire esperienza sui meccanismi di danneggiamento sia dei moduli fotovoltaici che delle celle in questi alloggiate, con l’obbiettivo di definire nuove sequenze di test e norme per la qualifica dei componenti. In tale ottica si inserisce il seguente lavoro di tesi, incentrato sulla caratterizzazione delle celle solari sia per applicazioni terrestri in concentrazione sia per applicazioni spaziali. Dopo un’analisi abbastanza generale dell’effetto fotovoltaico svolta nel primo capitolo, nel secondo capitolo è stato fatto un confronto tra le celle solari a singola giunzione e quelle a tripla giunzione ad altissima efficienza, spostando infine l’attenzione su una possibile cella a quadrupla giunzione. Nel terzo capitolo vengono presentati gli strumenti usati durante la campagna sperimentale condotta al CESI e in seguito viene analizzato il fenomeno dell’infant mortality e le possibili strategie per ridurlo. Infine nei capitoli quattro e cinque vengono esposte le due sequenze di qualifica, per applicazioni spaziali e terrestri a concentrazione, effettuate a livello di cella nuda e vengono presentati e commentati i dati sperimentali raccolti.