Tipi di multigiunzione

Due ricercatori dell'università delle Hawaii, E.L. Miller e R.E.Rocheleau, hanno studiato vari sviluppi strutturali della cella a multi-giunzione in modo da mirigliorarne l'efficienze. Nel tempo ne hanno studiate diverse e quindi per distinguerle gli hanno asseganto un nome "n generazione" dove n sta per indicare la successione temporanea di creazione della cella.

Le celle di prima generazione usano un singolo cristallo di silicio posto nella parte della cella in cui si forma l'ossigeno mentre dalla parte dove vi è produzione di idrogeno viene usato uno strato di platino. Ciò facilita lo scambio di corrente fra le due parti della cella.
La giunzione di questo primo modello è una giunzione liquida formata da elettroliti che facilitano lo scambio elettronico.

Le celle di seconda generazione al posto di usare silicio nella parte della cella in cui viene prodotto ossigeno usano una superficie di ossidi di metalli detta di Shottky. Una cella strutturata in questa maniera è importante perchè resiste alla corrosione dovuta agli elettroliti presenti nell'acqua.

Le celle di terza generazione prevedono la sostituzione di silicio cristallino con una tripla giunzione di silicio amorfo. La tripla giunzione viene depositata su una lastra di vetro mentre le due superici laterali in cui avviene la reazione di produzione di idrogeno e di ossigeno vengono ottenute dal deposito tramite "sputtering" di NiMo e Fe:NiOx. questo tipo di cella viene utilizzata per il suo basso sovrapotenziale e per il tempo si semivita lungo in presenza di KOH.

Le celle di quarta generazione utilizzano una giunzione formata come la tripla giunzione delle celle di terza generazione in cui è stato deposto uno strato di silicio germano amorfo. Per catalizzare, inoltre, la reazione di produzione di idrogeno e di ossigeno è stato inserito un sottile strato di ITO ( ossido di indio e stagno )necessario per proteggere dalla corrosione. Per migliorare la reazione di produzione dell'ossigeno viene introdotto un film catalitico nel lato OER della cella.

Infine le celle di quinta generazione prevedono l'incapsulamento della superficie OER con un film che non è necessariamente formato da materiale conduttivo. Il lato della cella in cui viene prodotto l'idrogeno (HER) è anche lui fornito da un catalizzatore che viene deposto tramite "sputtering" sul lato inferiore del supporto mentre nella parte superiore del supporto vengono depositati l' ITO e il silicio germanio amorfo.

In questi tipi di celle il silicio amorfo può essere sostituito con CIGS ( selenite di rame, indio e gallio).

Entrambi i sistemi hanno in comune un basso costo economico ma la cella che usa il CIGS ha una resa maggiore del 6% rispetto a quella formata con silicio germanio amorfo.


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