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- ELETTRONICA OGGI 436 - MAGGIO 2014
TECH INSIGHT
SOLARE
cienza tipica dell’11%.
Questa tecnologia viene
utilizzata anche da
società quali ad esempio
Nanosolar, Solopower e
Miasolé, che intendono
sfruttare il vantaggio di
poter “stampare” celle
di questo tipo anche su
substrati flessibili. Fra
l’altro, il metodo utilizza-
to da ZSW (detto di “co-
evaporazione”) ben si
presta a una produzio-
ne industriale in grandi
volumi, sebbene per ora
sia stata realizzata una
piccola cella da mezzo cen-
timetro quadrato (Fig. 5). La
stessa ZSW ritiene di poter
presto giungere alla realiz-
zazione di moduli commer-
ciali in grado di offrire un
rendimento compreso fra il
16 e il 18%, contro il 12-13%
dei pannelli al silicio.
Nel febbraio dello scorso
anno un risultato analo-
go è stato ottenuto anche
dai laboratori Empa (gli
Swiss Federal Laboratories
for Materials Science and
Technology), che hanno
misurato un’efficienza del
20,4% su celle a film sottile
di CIGS (Fig. 6) depositato
su fogli polimerici con la
tecnica detta “roll-to-roll”.
Nuove tecnologie
multi-giunzione
Le ricerche nel campo delle
celle solari tendono essen-
zialmente, come detto, a
ottenere miglioramenti in
tre direzioni: incrementare
il rendimento di conversio-
ne, ridurre il costo dei mate-
riali utilizzati e semplificare
il processo produttivo, al
fine di ottimizzare la realiz-
zazione in grossi volumi dei
pannelli fotovoltaici. Come
si può dedurre dalle figure
3 e 4, la massima efficienza
di conversione è ottenibile
con le celle multigiunzio-
ne a concentrazione, dove
viene fatta convergere sulla
cella un’elevata intensità di
radiazione solare grazie
proprio ad appositi “con-
centratori” (lenti, specchi).
Anche in questo settore di
punta la ricerca ha eviden-
ziato recentemente buoni
progressi, come dimostra-
no i recenti annunci del
Fraunhofer ISE (Institute
for
Solar
Energy
Systems) che, in colla-
borazione con Soitec,
CEA-Leti e l’Helmholtz
Center di Berlino, ha
ottenuto
un’efficien-
za record del 44,7% (a
297 soli) con una cella
multi-giunzione basata
su semiconduttori dei
gruppi III e V, e ope-
rando su una struttura
a quattro giunzioni in
serie (visibile in Fig. 7)
realizzata tramite la tecnica
del “wafer-bonding”.
Il motivo per cui si è giunti
a sovrapporre quattro giun-
zioni è derivato dal fatto
che ogni singola giunzio-
ne è costituita da materia-
li semiconduttori che – in
conseguenza del particola-
re energy-gap – sono in
grado di convertire in ener-
gia elettrica solo una por-
zione ristretta dello spettro
solare. Scegliendo oppor-
tunamente la particolare
Fig. 6 – I laboratori Empa hanno misurato un’efficienza del 20,4% su celle a film
sottile di CIGS depositato su fogli polimerici
Fig. 7 – Cella solare multigiunzione a semiconduttori composti con un
rendimento record del 44,7%
Fig. 8 – L’utilizzo di materiali con band-gap specifico permette di
coprire l’intera gamma della radiazione solare dall’infrarosso all’ul-
travioletto
