Sviluppare una cella solare alternativa e più economica per l’Europa
Con il cambiamento climatico che incombe minaccioso e i livelli di emissioni globali di CO2 più alte che mai, la necessità di tecnologie per l’energia rinnovabile è ora fondamentale. Ma affinché vengano accettate in modo diffuso dal mercato, queste nuove tecnologie devono essere economiche, adatte per la produzione di massa e facili da applicare.
Fondamentalmente bisogna trovare un compromesso, minimizzando le emissioni di gas serra senza danneggiare la futura crescita economica e la qualità di vita.
Il progetto SCALENANO (“Development and scale-up of nanostructured based materials and processes for low-cost high-efficiency chalcogenide-based photovoltaics”), finanziato dall’UE, mira a produrre celle fotovoltaiche (FV) ad alta efficienza basate su alternative alle tecnologie standard al silicio. Una cella FV o cella solare è un dispositivo elettrico che converte l’energia della luce direttamente in elettricità.
Il prof. Alejandro Perez-Rodriguez dell’Istituto di ricerca sull’energia della Catalogna, coordinatore del progetto SCALENANO, dice che i ricercatori si stanno concentrando su processi chimici che, a differenza della maggior parte delle tecnologie industriali, non richiedono macchinari e attrezzature complessi e molto costosi.
“Lo sviluppo di tecnologie basate su film sottile permetterà elevate efficienze di conversione fotovoltaica con un significativo abbassamento dei costi di fabbricazione“, dice.
SCALENANO, afferma il prof. Perez-Rodriguez, applicherà dei processi innovativi basati sulla elettrodeposizione di precursori nanostrutturati, oltre a processi alternativi con un potenziale molto alto relativo a produzione e velocità di lavorazione. Questi comprendono tecniche di stampa con nuove formulazioni di inchiostro a nanoparticelle e nuove tecniche di deposizione efficienti in termini di costi.
“Per ottenere i nostri ambiziosi obbiettivi, noi stiamo esaminando nuovi concetti di architettura della cella basati su strati di ossido di zinco nanostrutturati”, dice. “Inoltre, allo scopo di migliorare il rendimento e l’affidabilità del nuovo processo di produzione, si stanno sviluppando tecniche per la valutazione della qualità e il monitoraggio del metodo. Si tratta di tecniche non distruttive che devono essere in grado di fornire informazioni rilevanti, se possibile in tempo reale, mentre procediamo con la fabbricazione delle celle solari e dei moduli”.
Dopo diciotto dei 42 mesi di durata del progetto, il prof. Perez-Rodriguez dice che sono stati già raggiunti dei risultati interessanti. I ricercatori hanno dimostrato la scalabilità dei processi basati sulla elettrodeposizione per la sintesi di grandi aree molto uniformi di assorbitori a film sottile di calcogenide. Essi hanno già prodotto moduli solari di dimensioni medie con un’efficienza della cella che raggiunge il 15,4 per cento.
Aggiunge: “Nel frattempo, abbiamo anche definito percorsi scalabili per la sintesi di nanoparticelle da usare in inchiostri per la fabbricazione di precursori per la cella solare usando processi di stampa molto veloci e semplici, simili a quelli usati per stampare un giornale”.
I ricercatori hanno inoltre identificato dei processi, che comprendono la deposizione tramite bagno chimico e nuovi processi di deposizione a vapore assistita con spray elettrostatico (ESAVD) per la sintesi di strati di ossido trasparente e conduttivo (TCO), una parte essenziale della cella solare.
Il lavoro svolto da SCALENANO potrebbe rappresentare un passo importante verso l’incremento della quota di fonti energetiche rinnovabili nel mix energetico dell’UE, e potrebbe aiutare a rendere più competitivi i produttori di celle solari.
“Noi stiamo parlando di aiutare a sviluppare un nuovo modello di produzione energetica, che costituisce una sfida chiave per il XXI secolo”, dice il prof. Perez-Rodriguez. “Tecnologie FV competitive permetteranno ai cittadini comuni di diventare produttori di energia, spianando la strada all’autoproduzione di elettricità. Questo contribuirà certamente a un modello di energia più decentralizzato in cui la gente ha un ruolo attivo”.
SCALENANO ha ricevuto circa 7,5 milioni di euro in finanziamenti UE ed è destinato a concludere il suo lavoro nel mese di luglio del 2015.
Il progetto è un membro attivo di EU PV Clusters, i cluster di progetti europei su nanotecnologia e fotovoltaico, un’iniziativa unica e importante a livello europeo mirata a riunire tutti i progetti relativi al fotovoltaico per discutere le strategie industriali e sottolineare il ruolo principale della nanotecnologia.
2013-11-01