Primo Piano
Fotovoltaico di terza generazione

 12 ott 2012

Prima generazione dei pannelli fotovoltaici

Le celle monocristalline o multicristalline di silicio di prima generazione coprono oggi il mercato mondiale con quote comprese tra il 90% e il 95%. La produzione attuale consente  potenze anche molto elevate e record di efficienza prossime al 20%.
E' possibile costatare il progresso fatto: si è partiti dal 5% delle celle del lontano 1954 e si è arrivati al 24,7% del 1999. Negli ultimi dieci anni c'è stato un lievissimo miglioramento che ha portato il record al 25% nel 2008. È possibile stimare un valore teorico massimo previsto per il silicio, pari a circa il 26 - 27%. Il valore sperimentale ottenuto rappresenta circa il 94% del massimo teorico. Da ciò si può dedurre che l'attuale tecnologia delle celle al silicio ha praticamente raggiunto il suo limite: ulteriori miglioramenti potranno essere soltanto marginali. .-.-

Seconda generazione dei pannelli fotovoltaici

Si parla di fotovoltaico di seconda generazione da quando sono state impiegate tecnologie a film sottile al posto del silicio cristallino. La scelta, banalmente,  è basata sulla decisa riduzione dei costi di realizzazione delle celle di prima generazione. Il periodo di recupero energetico (Energy pay back time) è in fatti pari al tempo necessario ad una tecnologia per ammortizzare il costo del suo ciclo produttivo (per i dispositivi al silicio cristallino sono circa 4 o 5 anni).
Questa tecnologia, poi, oltre ad utilizzare una minore quantità di silicio, consente di ottenere moduli con spessore inferiore (non superiore a qualche micron), rispetto a quelli della prima generazione, oltre che a una maggiore flessibilità dal punto di vista meccanico.

Terza generazione dei pannelli fotovoltaici

Nanocristalli per il fotovoltaico.

Si sta lavorando per ottenere celle fotovoltaiche di terza generazione.
La tecnologia dei “nanocristalli” , gruppi di atomi estremamente piccoli, triplica  la capacità di cattura di  energia solare.

Silicio nanostrutturato con sfruttamento di alcune proprietà quantistiche.

Inoltre uno studio italiano dimostra che è possibile aumentare l’efficienza dei sistemi fotovoltaici sfruttando nuove proprietà quantistiche del silicio nanostrutturato.  .-.-
Sono stati simulati sistemi costituiti da nanocristalli di silicio posti tra loro a distanze inferiori al nanometro.
I risultati mostrano che la natura quantistica delle interazioni ha l'effetto complessivo di aumentare il numero di cariche generate per singolo fotone assorbito.
Tale risultato sperimentale apre allo sviluppo di celle fotovoltaiche di terza generazione a basso costo e alto rendimento.
La ricerca  è stata ottenuta da un gruppo tutto italiano, a conferma dell’alta qualità della ricerca italiana nel campo della fisica della materia condensata.
L’Unione Europea ha finanziato lo studio attraverso il progetto di ricerca multinazionale del VII Programma Quadro, NASCENT (Silicon Nanodots for Solar Cell Tandem).

Celle fotovoltaiche con tecnologie organiche

L'interesse per lo sviluppo di celle fotovoltaiche con tecnologie organiche che utilizzano semiconduttori polimerici o ibridi, è sempre più forte a livello internazionale sia da parte dei centri di ricerca pubblici e industriali.
Da un lato ci sono le celle solari organiche che basano il loro funzionamento sulla cooperazione di semiconduttori di natura esclusivamente organica e vengono anche chiamate OPVs (Organic Photovoltaics).  Possono essere polimeri (ma anche monomeri o dendrimeri) depositati in film sottili, possono essere solubili in vari solventi o insolubili
 

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