3SUN: miglioriamo ancora la nostra tecnologia con un nuovo record di efficienza al 27,1%
Insieme al team CEA dell’Istituto Nazionale per l’Energia Solare francese (INES), abbiamo raggiunto un nuovo record di efficienza di conversione energetica di una nostra cella Tandem di 9 cm². Una tecnologia promettente fatta da due celle sovrapposte di silicio e perovskite in grado di raggiungere livelli di efficienza sempre più elevati.
Nove centimetri quadrati e il 27,1% di efficienza di conversione di potenza. I numeri da record non mentono. La nostra cella solare con tecnologia Tandem silicio/perovskite, taglia un traguardo fondamentale nel percorso di transizione verso la produzione sostenibile di energia elettrica attraverso fonti rinnovabili. Il nuovo valore, raggiunto in laboratorio dai nostri specialisti, in sinergia con i ricercatori del team CEA dell’Institut National pour l’Énergie Solaire francese (INES, Istituto nazionale per l’energia solare), supera di gran lunga il risultato ottenuto nel marzo del 2023 - un notevole 26,5% - da un dispositivo da 9 cm². Per la stessa cella, già nell'aprile 2022, la nostra collaborazione con il team CEA aveva prodotto un dato rilevante: 24,9%, poi migliorato nel dicembre 2022 con il 25,8%, a dimostrazione che i progressi della tecnologia procedono a un ritmo impressionante e che siamo solo all’inizio di un’era di grandi possibilità.
Dietro i numeri
Una cella di tipo Tandem si compone essenzialmente di due celle sovrapposte. Una è la classica HJT, ovvero il modello a eterogiunzione di silicio che già produciamo a livello industriale dal 2018. L’altra è, invece, realizzata in perovskite. La prima riesce ad utilizzare la radiazione nella lunghezza d’onda del rosso della luce solare, la seconda sfrutta nel modo migliore quella nel blu. Il loro utilizzo combinato nella cella Tandem migliora l’efficienza delle singole celle e ne supera le limitazioni, in particolar modo per quelle in silicio il cui limite teorico di efficienza, ossia il limite alla quantità di energia solare che può essere trasformata in elettricità, si attesta intorno al 29%, valore che nella pratica non supererà il 27-28% a causa di una serie di fattori tecnici. Quando si fanno lavorare insieme celle solari al silicio e in perovskite, come dimostra il nuovo record al 27,1%, si aprono scenari completamente nuovi ed è possibile prevedere con chiarezza valori di efficienza che possono arrivare addirittura al 30% (obiettivo che ci proponiamo di raggiungere entro il 2026) ed oltre.
La nuova era del fotovoltaico
Con la perovskite, quindi, entriamo in una nuova era del fotovoltaico. Il nome di questa classe di materiali presenta una struttura cristallografica particolare che richiama quella del biossido di titanio e calcio. Tale struttura prende il nome dal mineralogista russo L. A. Perovski, che per primo ne studiò le proprietà.
La composizione chimica della perovskite fotovoltaica è invece basata su particolari alogenuri e la sua capacità di assorbire grandi quantitativi di luce hanno subito reso questo materiale una promettente new entry dell’industria del solare. Infatti, le cariche elettriche generate a seguito dell’assorbimento della luce da parte della perovskite sono facilmente estraibili sottoforma di energia elettrica. Inoltre, la possibilità di modificare la composizione chimica della perovskite permette di ottimizzare l’accoppiamento in Tandem con la tecnologia al silicio, in termini di ripartizione dello spettro solare. Con la tecnologia Tandem, quindi, si acquisiscono i benefici di due mondi e ci si direziona verso una chiara diminuzione dei costi di produzione di energia da fotovoltaico.
Il futuro ci attende
Con questo obiettivo ben chiaro in mente possiamo guardare al futuro. Grazie anche al progetto per la realizzazione della Gigafactory 3Sun e al finanziamento da parte del Fondo europeo per l’innovazione per progetti su larga scala, arriveremo a produrre pannelli solari per un totale di 3 GW all’anno, trasformandoci nella più grande Gigafactory d’Europa per la produzione di celle e moduli fotovoltaici a elevate prestazioni. Un obiettivo che, tradotto in benefici, significa maggiore produzione di elettricità da fonte solare, una risorsa pulita e rinnovabile, con un impatto di lungo periodo sull’ambiente e un contributo importante nel percorso verso la decarbonizzazione. A ciò si aggiunge anche un vantaggio di tipo economico: gli impianti fotovoltaici che sfrutteranno la tecnologia Tandem consentiranno sia un risparmio sui consumi in bolletta, sia la possibilità di produrre energia in maniera autonoma con un rilevante taglio delle spese.