produzione di energia elettrica con sistemi a celle ... - Il Saturatore

stato dell’arte delle tecnologie fotovoltaiche
analisti prevedono un costo dell’amorfo (non architettonico”) pari a circa 1,5 ÷ 2
euro/W entro questa decade, con il valore minimo associato alla tecnologia di
produzione che sarà in grado di risolvere il degrado iniziale causato dall’effetto Staebler-
Wronski.
2.5. Le Celle CIS (Copper Indium Diselinide)
Dal punto di vista economico sono tra le celle più promettenti in quanto utilizzano
substrati di basso costo e processi di produzione facilmente automatizzabili e quindi
idonei a produzioni in grandi volumi. Inoltre, hanno dimostrato affidabilità nell’utilizzo
in esterno e stabile efficienza nel tempo. Entrambe le tecnologie sono uscite dalla fase di
test in laboratorio dimostrando anche buone caratteristiche elettriche. Moduli CIS sono
già commercialmente presenti sul mercato anche se i lunghi tempi di consegna indicano
che gli sforzi di investimento nelle linee di produzione sono ancora scarsi.
Il CIS è venuto alla ribalta del mondo fotovoltaico quando nel 1988 la prima cella da
laboratorio riuscì a raggiungere l’ 11 % di efficienza. L’interesse dei ricercatori per un
simile risultato era legato al fatto che l’amorfo, dieci anni prima, e con simili condizioni
di sviluppo aveva registrato un dato inferiore. Tuttavia, nei sette anni di ricerca che
seguirono i risultati stentavano ancora ad arrivare e solo alcune soluzioni produttive
brillanti a metà degli anni ‘90 accelerarono lo sviluppo.
Oggi i valori di efficienza massimi si avvicinano a quelli ottenibili con celle in silicio
(mono o poli) e il NREL (National Renewable Laboratories) americano ha raggiunto un
record del 18,8 % utilizzando un substrato in vetro (anno 2001).
2.6. Le celle CIGS (Copper Indium Gallium Diselinide)
Il CIGS, e ancora più recentemente il CIGSS (con l’aggiunta di zolfo) è un derivato che
consente di aumentare l’efficienza elettrica di conversione. Nonostante la più intuitiva
complessità di realizzazione, fortunatamente l’aggiunta di un composto nel mix di
produzione ha consentito una maggior flessibilità del processo senza gravare sui costi
totali.
Contrariamente a quanto accade per il silicio amorfo, la stabilità delle prestazioni in
esterno del CIS-CIGS è notevole e prove in campo che durano da oramai 7 anni
provano che non c’è apprezzabile degrado della potenza.
Viceversa, lo stato di maturità della tecnologia sul piano della uniformità di produzione
(celle o moduli di simili caratteristiche elettriche) è ancora insufficiente.
I processi chimico-fisici che stanno alla base della realizzazione dei dispositivi CIS e
CIGS comportano l’utilizzo di materiali di base piuttosto costosi anche se si ottengono
prestazioni accettabili con materiali di qualità intermedia. La peculiarità di poter
utilizzare substrati anche flessibili rendono, in prospettiva, queste celle attraenti anche
per gli usi architettonici. A questo proposito, nell’ambito dei programmi di
finanziamento europei per la ricerca e lo sviluppo della tecnologia, è stato finanziato un
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Walter Morgano Tesi di Dottorato di Ricerca