Fotovoltaico

Il fotovoltaico è una delle principali tecnologie solari ed è potenzialmente idoneo a dare un rilevante contributo alla produzione di energia elettrica. La ricerca nel settore fotovoltaico ha lo scopo di ridurre i costi di fabbricazione dei moduli fotovoltaici a valori inferiori a 0,5 €/Wp, in modo da rendere tale tecnologia appetibile a prescindere dai sistemi incentivanti adottati. In tal senso le attività mirano allo sviluppo di celle solari a film sottile basate su semiconduttori inorganici e organici.

Nell’ambito del fotovoltaico a film sottile di silicio, sono stati studiati strati intrinseci e drogati innovativi per i dispositivi tandem micromorfi, realizzati con una cella anteriore in silicio amorfo e una posteriore in silicio microcristallino. Sono stati, inoltre, sviluppati elettrodi frontali di ZnO capaci di intrappolare in maniera efficace la radiazione solare, grazie alla loro morfologia superficiale. L’efficienza massima misurata sui dispositivi micromorfi è pari all’11,6%. Inoltre sono state fabbricate celle micromorfe molto sottili (<1 μm), che significa dimezzare i tempi tipici di fabbricazione del dispositivo, ottenendo valori di efficienza superiori al 9%.

È stata avviata un’attività sullo sviluppo di celle in silicio cristallino su wafer sottili. Si è realizzato un dispositivo a eterogiunzione, con emitter innovativo in SiOx, ottenendo un’efficienza del 15,8%.

L’attività sui film sottili policristallini è stata incentrata sulla realizzazione di celle solari basate sul semiconduttore quaternario Cu₂ZnSnS₄. Questo materiale ha una struttura simile al CIS ma ha il vantaggio di non contenere l’indio, metallo raro e costoso. Il lavoro svolto sui vari step di processo di fabbricazione delle celle ha consentito di ottenere un’efficienza massima di conversione del 2,5%.

Nel campo delle celle polimeriche sono stati realizzati dispositivi aventi come materiale attivo una blend di un copolimero benzoditiofene-tienotiofene e un derivato del fullerene C70. I migliori dispositivi hanno raggiunto un’efficienza di conversione del 4,5%. Inoltre sono state investigate tecnologie di stampa (inkjet printing) per la deposizione dello strato attivo delle celle solari allo scopo di valutare se le caratteristiche di tali materiali sono idonee alla processabilità degli stessi tramite tecniche industrializzabili, che possano operare su larga area, con un’elevata velocità.

"Le frontiere del fotovoltaico ..." Enea Web TV