Il Giornale dei Biologi - N. 2

INNOVAZIONE
© Diyana Dimitrova/www.shutterstock.com
Il “tandem” per un fotovoltaico efficiente
Una ricerca made in Italy propone celle solari più performanti
green è necessaria per proseguire sulla roadmap
della decarbonizzazione. Nel caso del fotovoltaico,
secondo l’ultimo rapporto statistico del Gse (la società
L’economia
per azioni controllata dal Ministero dell’Economia che
gestisce parte del settore energetico rinnovabile nel nostro
Pese), nella nostra Penisola c’è stata una produzione del solare
nel 2018 superiore a 22 GWh, circa il 7% del consumo interno
di elettricità. A livello regionale, la Puglia continua a essere sul
gradino più alto del podio, con quasi 3.5 GWh della produzione.
Seguono Lombardia (2.252 GWh) ed Emilia-Romagna (2.187
GWh).
Al 31 dicembre 2018 risultano installati in Italia 822.301 impianti
fotovoltaici, per una potenza complessiva pari a 20.108
MW. Gli impianti di piccola taglia (potenza
inferiore o uguale a 20 kW) costituiscono il
90% circa del totale in termini di numero e
il 21% in termini di potenza; la taglia media
degli impianti è pari a 24,5 kW. Sempre
nel 2018, sono stati installati circa 48.000
impianti (in grande maggioranza di potenza
inferiore ai 20 kW) per una potenza installata
complessiva di circa 440 MW. Alla
fine dell’anno risultano in esercizio 20.108 MW (+2,2% rispetto
al 2017), che nel corso dell’anno hanno generato 22.654 GWh
(-7% rispetto al 2017, principalmente a causa di peggiori condizioni
di irraggiamento).
A livello europeo, l’Italia tra i paesi più produttivi, ma con
un trend molto più “tranquillo” rispetto ad alcuni anni fa. Affinché
si investa sempre di più nell’energia verde, è indispensabile
che le nuove tecnologie rendano sempre più performanti i generatori
di elettricità.
Tra le novità a cui si sta lavorando, c’è un’innovativa cella
solare “tandem” in perovskite e silicio con un’efficienza record
In Italia (dati 2018)
ci sono 822.301 impianti
fotovoltaici, per una
potenza pari a 20.108 MW
superiore al 26%. A metterla a punto è stato un gruppo tutto italiano
composto da ricercatori Enea del Laboratorio di Tecnologie
Fotovoltaiche, Università di Roma “Tor Vergata” (con il centro
CHOSE), l’IIT - Istituto Italiano di Tecnologia (con Graphene
Labs e il suo spin-off BeDimensional). I risultati di questa ricerca
sono stati pubblicati sulla rivista internazionale Joule.
La cella sviluppata è composta da due celle solari accoppiate
meccanicamente una sull’altra in modo da lavorare in tandem.
La cella frontale, a base di perovskite, opportunamente
dimensionata, converte bene la luce blu e verde dello spettro
solare, lasciando passare la luce solare rossa ed infrarossa verso
la cella posteriore realizzata in silicio.
«La combinazione dei due materiali massimizza l’assorbimento
dei raggi solari e produce un’elevata
foto-tensione, pari alla somma delle tensioni
generate dalle due singole celle, producendo
in questo modo una maggiore efficienza
rispetto ad una singola cella solare», sottolinea
Mario Tucci, responsabile del Laboratorio
Tecnologie Fotovoltaiche dell’Enea.
Due elementi chiave nella realizzazione
della cella tandem hanno permesso di ottenere
alta efficienza: il grafene ha migliorato le prestazioni nella
cella in perovskite, mentre l’eterogiunzione con film amorfi
nella cella posteriore in silicio ha consentito di aumentarne la
tensione. Finora è stata ottenuta l’efficienza record del 26,3%,
ma l’obiettivo è di superare il 30%.
Grazie alla tecnica messa a punto dai ricercatori italiani
nella struttura tandem delle celle, è possibile conservare i vantaggi
delle singole tecniche di fabbricazione, combinando la
semplicità di realizzazione di film sottili in perovskite mediante
“solution process” con la produzione di celle in silicio ad
eterogiunzione. (F. F.)
Il Giornale dei Biologi | Febbraio 2020
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