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Oggi, praticamente tutte le celle solari commerciali sono costituite da sottili fette in silicio cristallino, il cui grado di purezza deve essere molto elevato. Per ottenerlo è necessario un processo ad alta intensità energetica, che richiede temperature superiori ai 1.000 gradi Celsius e l’utilizzo di grandi quantità di solventi chimici pericolosi. Questo è il motivo per cui i costi dei pannelli fotovoltaici, per quanto diminuiti col passare del tempo, restano comunque elevati.


La soluzione, ovviamente, potrebbe essere quella di individuare metodi di produzione alternativi, che consentano processi meno impegnativi a livello economico o, e questa sembra l’alternativa più probabile, abbandonare il silicio, sostanza rara e dal prezzo elevato, e creare pannelli fotovoltaici con nuovi materiali. Tra le alternative, una delle più promettenti è sicuramente la perovskite, di cui vi abbiamo già parlato in alcuni articoli passati
( http://www.professionalteam.biz/il-paese-visto-da-noi/146-perovskite-fotovoltaico-di-3%C2%B0-generazione.html ). Si tratta di un cristallo a basso costo, che permette di realizzare una cella solare semplificata. Presentandosi sotto forma di inchiostro, può essere depositato su un apposito supporto, con un processo simile alla stampa, e pannelli di questo tipo sono già in commercio, anche se non si può dire che spopolino sul mercato. Il problema è legato principalmente alled prestazioni, che risultano ancora troppo bassa rispetto ai costi di produzione. Presto però le cose potrebbero cambiare, perché sono stati recentemente realizzati diversi prototipi che, utilizzando una tecnologia combinata, hanno superato il 20% di efficienza.


Ma vi è un altro ostacolo da superare. Fino a ieri infatti, l’impiego di perovskiti in inchiostri o vernici presentava un serio problema: per generare elettricità, gli elettroni stimolati dall’assorbimento della luce devono essere estratti dai cristalli e veicolati all’interno di un circuito. Questo passaggio avviene all’interno di uno strato speciale chiamato “electron selective layer” o ESL. La difficoltà risiedeva nel fatto che per produrre un efficiente ESL era necessario ricorrere ad alte temperature, superando i 500°C (oltre al punto di fusione di molte materie plastiche).


Notizie interessanti arrivano però dall’Università di Toronto dove è recentemente stata messa a punto una particolare reazione chimica che permette di applicare l’ESL sugli elettrodi tramite una soluzione di nanoparticelle, impiegando degli atomi di cloro. Il calore è ancora necessario, ma il processo rimane sempre sotto i 150° C e, di conseguenza, i costi si abbassano notevolmente, diventando paragonabili a quelli di un normale ciclo di stampa.
Le celle così ottenute hanno un’efficienza pari al 20,1% e dopo 500 ore di produzione le performance decadono solo del 10%.


Percentuali che ancora non raggiungono le più alte prestazioni di quelle in silicio (26% circa), ma, trattandosi di un progetto sperimentale, i margini di miglioramento di certo non mancano. Un’ipotesi plausibile e realizzabile in tempi brevi, potrebbe, per esempio, essere quella di creare moduli ibridi, composti sia da silicio che da perovskite, arrivando così a superare la soglia del 30% di efficienza.


Ing. Alfero Daniele
Collaboratore Tecnico
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