Le ricerche di ENEA sui nuovi materiali fotovoltaici

Celle fotovoltaiche superefficienti ed economiche grazie a rendimenti che possono arrivare al 40% e a materiali innovativi che costano meno delle “tradizionali” celle solari in silicio. È questo l’identikit del fotovoltaico del futuro di cui si è parlato lo scorso 27 maggio all’ENEA, nel corso della prima di un ciclo di conferenze sulla Ricerca di Sistema Elettrico nell’ambito dell’Accordo di Programma tra ENEA e Ministero dello Sviluppo Economico.
L’obiettivo delle attività ENEA sul fotovoltaico è lo sviluppo di tecnologie avanzate per realizzare moduli molto efficienti e a basso costo per la conversione della radiazione solare in energia elettrica, in modo da favorire l’innovazione e la competitività del sistema produttivo nazionale, anche in assenza di incentivi pubblici. Nell’ambito della Ricerca di Sistema Elettrico, gli studi dell’ENEA sulle celle solari hanno portato allo sviluppo di materiali organici e inorganici economici, facili da smaltire e con rendimenti superiori al 20%.

Nuovi materiali

Nell’ambito della Ricerca di Sistema Elettrico, gli studi dell’ENEA sulle celle solari in silicio hanno portato allo sviluppo di nuovi materiali in grado di migliorare le prestazioni dei dispositivi. Vanno in questa direzione, ad esempio, le linee di ricerca sullo sviluppo di celle solari a eterogiunzione con resa superiore al 17%, che possono essere utilizzate sia come dispositivo solare a se stante che come componente posteriore di un dispositivo tandem ad altissima efficienza. In questo ambito sono stati sviluppati materiali innovativi per la componente anteriore della struttura tandem: sono un esempio le celle realizzate in CZTS, un solfuro di rame, zinco e stagno, di facile reperimento, che si distingue per proprietà, bassi costi e facilità di smaltimento. Oppure quelle basate su cristalli di perovskiti, che hanno conquistato l’attenzione della comunità scientifica perché consentono di fabbricare celle solari ibride, cioè a base di materiali organici e inorganici, con bassi costi di produzione e rendimenti superiori al 20%. Infine, nel campo delle celle solari organiche l’ENEA è riuscita ad ottenere un’efficienza superiore al 10%.

Collaborazioni

Grazie ai risultati ottenuti dalla ricerca ENEA, sono state avviate collaborazioni con aziende nazionali, in particolare con la 3SUN, che attualmente realizza moduli a film sottile di silicio in Sicilia.

Puntare all’innovazione dei materiali e dei processi di fabbricazione per incidere sulla riduzione dei costi e sui fattori di conversione della radiazione solare in energia elettrica significa sviluppare un fotovoltaico competitivo ed attraente per l’industria, ha sottolineato Paola Delli Veneri dell’ENEA . In questo ambito l’ENEA può vantare un’esperienza unica nella ricerca sui materiali e dispositivi fotovoltaici e la Ricerca di Sistema Elettrico può dare un contributo importante alla riduzione della bolletta, ha aggiunto.