SPECIALE L'ENERGIA DEI BRICS Brasile, Russia ... - Corrente - Gse

Ci sono voluti anni prima che si riuscissea comprendere a fondo il fenomeno eprima che - nel 1954 - i Bell Laboratoriesmostrassero al mondo la prima cellasolare di potenza apprezzabile, fatta disilicio, basata sull’effetto fotoelettrico.Ovvero: i fotoni della luce colpisconoil silicio trattato e trasferiscono la loroenergia ai suoi elettroni, che si liberanodai legami chimici e iniziano a muoversiall’interno del materiale creando cosìuna corrente elettrica.Negli ultimi anni il progresso tecnologicoha dato un forte impulso al settoredel fotovoltaico. Oggi è disponibile unagamma sempre più ampia di dispositivi,con caratteristiche e costi differenti, infunzione degli scopi che si intendonoperseguire: dal fotovoltaico integratonell’edilizia fino alle applicazioni spaziali.L’efficienza delle celle fotovoltaichevaria dal 5-8% nel caso di silicio amorfofino a superare il 30% nel caso dimateriali innovativi. è evidente chemaggiore è la ricercatezza nella sceltadei materiali per ottenere efficienzaelevate e maggiore risulta il costo deidispositivi.Peraltro, nonostante la riduzione cui siè assistito negli ultimi anni, ancora sipuò fare molto per ridurre il costo delfotovoltaico. A questo scopo, la ricercaha imboccato fondamentalmentedue strade: la prima prevede diincrementare l’efficienza dei moduli,in modo di aver necessità di minoresuperficie a parità di energia prodotta,la seconda di ridurre il costo diproduzione, grazie all’uso di materialipiù economici e ottimizzazione deiprocessi produttivi.Nell’ambito di questo secondo filonesi sta sviluppando la ricerca sulle cellesolari organiche. In realtà di cellesolari organiche ve ne sono diverse:le “dye sensitized” più “mature” intermini di efficienza, le celle organiche(interamente organiche o polimeriche),e quelle ibride.Questo tipo di celle “imitano” un processofondamentale della natura: la fotosintesiclorofilliana, cioè quell’insieme di reazionichimiche durante le quali - in presenzadi luce - le piante producono sostanzeorganiche - principalmente carboidrati -a partire dall’anidride carbonica edall’acqua.In queste reazioni, dove la clorofillafunge da materiale attivo, avviene untrasferimento di elettroni dall’acquaall’anidride carbonica. Analogamente,le celle organiche utilizzano un materialeorganico (pigmento) simile alla clorofillaper assorbire la luce e altri materialiper estrarre la carica generata nelpigmento: l’elemento foto-attivo,quindi, non è più costituito dal silicioma dai composti organici del carbonio.Per estrarre la carica generata nelle celleorganiche viene utilizzato il biossidodi titanio, un materiale atossico eutilizzato nei campi più disparati,dalla cosmesi, alle materie plastiche,al cemento. Di conseguenza, comemateriali foto-attivi si possonoutilizzare quelli con gruppi chimici chesi legano al biossido di titanio quali,ad esempio, succo di more e lamponi,mirtilli, cipolla e cavolo rosso, fiori diibisco, vino Barolo…Il grande vantaggio risiede nel fattoche i materiali organici di cui sonocostituite le celle possono esseredepositati, sotto forma di pellicolesottilissime, come veri e propriinchiostri, su larghe aree di vetroo plastica flessibile. In altre parole,è possibile “spalmare” i materialiusando i metodi tipici dell'industriadella stampa, riducendo così i costi diproduzione e facilitando l’istallazionedei dispositivi.Tuttavia si deve ancora lavorare peraumentare l’efficienza delle celle e lastabilità dei materiali usati, sebbenela ricerca, anche italiana, stia facendoprogressi di tutto rilievo in questedirezioni.Di recente si sono esplorate anchealtre soluzioni per il solare, questavolta basate sul silicio del guscio dellediatomee: antichissimi organismimarini unicellulari che si potrebberoutilizzare per un fotovoltaico dinuovissima generazione, assaipromettente in termini di efficienza.Insomma, ci vorrà ancora un po’ ditempo perché il pannello “bio”, magarial Barolo Docg o alle alghe marine,possa essere utilizzato e diffuso sularga scala, ma il sentiero è ormaitracciato…70Elementi 29