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TECH INSIGHT
20
- 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
A
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