Record mondiale per le celle solari

Queste celle utilizzano quantitativi di materie prime cento volte inferiori a quelli delle tecnologie usuali, essendo di soli due micrometri il materiale fotovoltaico attivo

Il laboratorio del fotovoltaico (PV-Lab) della Scuola Politecnica Federale di Losanna (Epfl), che fa parte dell’Istituto della Microtecnica (IMT) a Neuchatel, ha stabilito un nuovo record mondiale di efficienza per una cella di silicio di tipo microcristallino. Con un rendimento del 10,7%, i ricercatori svizzeri hanno superato dell’0,6% il record precedente, detenuto dal 1998 dalla società giapponese Kaneca Corporation. Questa notevole efficienza è stata confermata in modo indipendente dall’Institut Fraunhofer (ISE CalLab solar cells) di Friburgo (Germania).

In un primo momento, questo risultato potrebbe apparire deludente rispetto agli standard dell’industria fotovoltaica, che propone dei moduli la cui efficienza è compresa tra il 15 e il 20%. La tecnologia fotovoltaica classica si basa tuttavia su delle ‘fette’ (wafer) di silicio cristallino aventi uno spessore di circa 180 micrometri. La tecnologia sviluppata ai PV-Lab permette al contrario di ottenere il 10,7% di rendimento con soli 1,8 micrometri di silicio, vale a dire un quantitativo di materiale 100 volte inferiore rispetto alle tecnologie classiche. Questo processo permette così di economizzare le materie prime e offre un ‘ritorno energetico’ in breve tempo: l’energia necessaria alla produzione dei moduli è recuperata in meno di un anno nelle regioni soleggiate.

Questi vantaggi si traducono in costi di produzione dei moduli dell’ordine dei 40 franchi svizzeri per metro quadrato raggiungendo il livello dei prezzi delle tegole in laterizio utilizzati per i tetti. “In questi ultimi anni è stata acquisita un’approfondita conoscenza nella progettazione delle celle, nella qualità dei materiali utilizzati e nella cattura efficace della luce che, combinata all’ottimizzazione dei processi di produzione, hanno portato a questo record di efficienza” sottolinea Simon Hänni, dottorando all’IMT. Fatto importante, il processo può facilmente essere trasferito a livello del modulo.

I progressi ottenuti sono di un’importanza primordiale per accrescere l’efficienza dei dispositivi fotovoltaici a film sottile. Una giunzione di silicio microcristallino è sistematicamente usata in combinazione con del silicio amorfo per formare dei dispositivi a giunzioni multiple, che permettono di coprire lo spettro solare in modo ottimale e di ottenere rendimenti superiori.

L’efficienza ottenuta ora dall’equipe di Fanny Meillaud e Matthieu Despeisse indica chiaramente che il potenziale delle celle a film sottile di silicio possono essere estese a dei rendimenti di conversione del 13,5% con un uso minimo di materie prime. Queste ultime, inoltre, sono abbondanti (e quindi a basso costo) e non tossiche, tanto che un modulo di silicio a film sottile contiene solo due bicchieri e qualche micron di zinco e di silicio, che permette così un facile riciclaggio.

I lavori che hanno condotto a questo risultato sono stati finanziati dall’Ufficio Federale Svizzero dell’Energia (Ofen), il programma quadro FP7 dell’Unione Europea, il Fondo Nazionale Svizzero (FNS) e la Commissione per la technologia e l’Innovazione (CTI).

École Polytechnique Fédérale de Lausanne

Contenuti correlati

• 
  Partnership Simplifhy – Itsgreen per realizzare un laboratorio a idrogeno per la ricerca

  Simplifhy e la Fondazione Itsgreen hanno firmato un accordo per l’istituzione di un avanzato laboratorio a idrogeno. Il laboratorio, situato nella sede di Itsgreen a Vimercate (MB), offre agli studenti dell’istituto un’opportunità unica per immergersi nella ricerca,...
• 
  Sistema di accumulo di energia trasportabile e pronto all’uso da Socomec

  Socomec presenta il nuovo Sunsys HES L Skid, un sistema modulare compatto che si integra perfettamente con l’esistente sistema di accumulo di energia Sunsys HES L. Il nuovo design è in grado di migliorare il rendimento complessivo,...
• 
  Migliore safety, prestazioni e sicurezza per TotalEnergies con la rete OT di Allied Telesis

  TotalEnergies, azienda multi-energy globale, ha aggiornato la rete OT delle sue piattaforme per l’estrazione di petrolio e gas nel Mare del Nord con un’infrastruttura di nuova generazione di Allied Telesis, attivo a livello globale nelle soluzioni di...
• 
  Allarme rendicontazione ESG nei bilanci delle aziende europee

  Le imprese europee corrono il rischio di essere percepite dai cittadini come poco trasparenti rispetto al loro reale impegno in tema di sostenibilità. Sono ben 7 su 10 (70%) le aziende del Vecchio Continente che pubblicano bilanci...
• 
  Al CNOS-FAP di Torino una parete didattica con tecnologie Schneider Electric

  Inaugurato a Torino nel  CNOS – FAP Re Rebaudengo un nuovo, importante spazio dedicato alla didattica sulle tecnologie più evolute per il settore energetico, all’insegna di digitalizzazione, efficienza e sostenibilità. Si tratta di una “parete tecnologica” dotata...
• 
  Alimentare il mondo digitale

  Socomec, azienda specializzata in soluzioni di alimentazione integrate, offre una nuova serie di innovazioni tecnologiche concepite per garantire la disponibilità dell’alimentazione e le prestazioni energetiche.12 Le infrastrutture critiche odierne devono soddisfare i requisiti di implementazione rapida e...
• 
  Walk the green talk, SEW organizza un tour sotto il segno dell’efficienza

  Nei moderni impianti industriali è fondamentale preservare l’ambiente pur perseguendo obiettivi di riduzione dei costi di produzione ed energetici, senza compromettere la produttività, e mantenendo un vantaggio competitivo sul mercato internazionale. La razionalizzazione e la gestione intelligente...
• 
  Edifici intelligenti e sostenibili: il caso Green Pea a Torino

  Non c’è da stupirsi, dunque, se l’edificio ha vinto l’Innova Retail Award 2021, premio dedicato ai progetti innovativi del settore. Da subito, il Green Pea è diventato un punto di riferimento per la sua vocazione a basso impatto...
• 
  Efficienza, monitoraggio e controllo remoto

  Come è possibile garantire controllo, sicurezza, aggiornamento e riconfigurazione dei dispositivi periferici? Leggi l’articolo
• 
  Carrier investe in Italia 14 milioni di euro per la realizzazione di un nuovo Centro di Ricerca e Sviluppo di Eccellenza

  Carrier annuncia un investimento di 14 milioni di euro per costruire un nuovo Centro di Eccellenza di R&S per il riscaldamento, il condizionamento e i sistemi di acqua sanitaria a Villasanta, Monza (MB). La struttura si concentrerà...