EO_458

TECH INSIGHT

- ELETTRONICA OGGI 458 - NOVEMBRE/DICEMBRE 2016

SOLAR CELL

Nuove promesse per le celle solari

Paolo De Vittor

Innovative strutture metallo-organiche promettono

di consentire un’efficienza di conversione

fotovoltaica elevata e a basso costo

fronte dello spettro del riscaldamento

globale, in molti Paesi si stanno attuando

da vari anni politiche Di incentivazione all’uti-

lizzo delle fonti di energia alternative a quelle

fossili. Fra queste, la conversione fotovoltaica

sta prendendo piede ormai in un ampio nu-

mero di nazioni dove, sebbene a fronte di co-

sti iniziali non trascurabili, viene apprezzata

per la sua ecologicità, la facile installazione,

l’assenza di manutenzione, l’indipendenza da

fornitori di energia, nonché la possibilità di

essere utilizzata anche in zone remote.

Innumerevoli ricerche

Il maggior problema dei pannelli fotovoltaici

è quello dell’efficienza di conversione, che si

aggira mediamente sul 15-17% per il silicio

policristallino, 7-8% per il silicio amorfo e 20-

21% per alcuni modelli in silicio monocristal-

lino, più costosi.

Poiché uno dei fattori che limita la loro diffusione è

proprio dato dal rapporto efficienza/costo, si sta spe-

rimentando da vari anni tutta una serie di materiali

alternativi in grado di incrementare l’efficienza di con-

versione o di consentire la realizzazione di pannelli a

basso costo.

Le attività di ricerca in questo settore sono infatti in

fermento in una miriade di laboratori, che stanno spe-

rimentando un’ampia varietà di materiali che, al posto

dal classico silicio, analizzano tutta una serie di mate-

riali che spaziano da quelli ad alta efficienza (ed ele-

vato costo) a quelli su base organica a basso costo (e

ridotta efficienza).

Fra i materiali di recente sperimentazione, particolar-

mente promettenti appaiono le strutture dette “a pe-

rowskite” (detta anche “perovskite”), le cui realizza-

zioni hanno visto quintuplicare la loro efficienza nel

giro di quattro anni, passando da meno del 4% delle

prime sperimentazioni fino al 20% attuale, dimezzan-

do parallelamente il costo per watt. Al confronto, altre

implementazioni hanno migliorato la propria efficienza

solo molto lentamente. Tale andamento si può vedere

nella figura 1; si noti la posizione delle strutture a pe-

rowskite.

La perowskite è un materiale presente in natura come

minerale (Fig. 2) di composizione CaTiO3 (quindi un

titanato di calcio) ma dove il titanio ma soprattutto il

calcio possono essere sostituiti da altri metalli, dando

luogo a un insieme di minerali che formano il cosid-

detto “gruppo delle perowskiti”, caratterizzato da una

Fig. 1 – Evoluzione dell’efficienza delle varie soluzioni utilizzate nella conversione

fotovoltaica; si noti la posizione delle strutture a perowskite

Fig. 2 – Campione di minerale Perowskite