Fotovoltaico di nuova generazione: i pannelli con rendimento superiore al 15%

Il fotovoltaico di nuova generazione prevede i pannelli con rendimenti superiori al 15%. Le nuove tecnologie prevedono moduli fotovoltaici in perovskite.

Lo sviluppo di nuove tecnologie, unito alla migliore accessibilità grazie ai sostegni erogati dallo Stato, sta portando il settore fotovoltaico ad uno sviluppo inimmaginabile. I nuovi pannelli di ultima generazione promettono un rendimento superiore del 15%.

Fotovoltaico di nuova generazione: ecco nuovi pannelli con rendimento superiore al 15%

Mentre attendiamo l’upgrade dei pannelli fotovoltaici realizzati con celle in silicio, sono in commercio moduli fotovoltaici in perovskite. Ci stiamo riferendo ad un minerale caratterizzato da due componenti: il titanio e il calcio.

Attualmente i giacimenti di perovskite sono presenti negli Stati Uniti, in Brasile, in Australia, nelle varie regioni dell’Asia, ma anche in Africa, in Germania, in Francia, in Svizzera e in Austria. Per quanto riguarda l’Italia è possibile trovare questo minerale nei sedimenti vulcanici laziali e campani.

Questo minerale insieme al silicio è uno dei più efficienti per convertire la luce solare in elettricità ed è sempre stato utilizzato per la produzione di pannelli solari. Tuttavia, richiede un ulteriore sviluppo volto a migliorare il rendimento.

Di recente alcuni studi cinesi hanno presentato un fotovoltaico organico basato sul carbonio che rappresenta un metodo più economico per generare elettricità. Secondo alcuni studi, i prodotti organici conservano la medesima efficienza di quelli in silicio.

Fotovoltaico di nuova generazione: i pannelli in perovskite

I pannelli in perovskite presenta alcune difficoltà, a causa del minerale stesso che risulta essere idoneo per piccole cellule ma meno indicato per moduli fotovoltaici grandi. Di fatto, la struttura molecolare della perovskite presenza dell’imperfezioni che provocano una riduzione dell’efficienza complessiva del pannello.

Ci stiamo riferendo, dunque, ad una vera e propria perdita di potenza che potrebbe essere risolta con il fotovoltaico organico o con la produzione di nuove nanoparticelle utilizzando la tecnica solvo termica.

Prima di spiegare in cosa consistono le nuove in intuizione degli scienziati, vogliamo soffermarci sui pregi della perovskite: un minerale scoperto nel 1839, considerato un ottimo conduttore.

In questi ultimi decenni di sviluppo delle energie rinnovabili, la perovskite è stato il protagonista indiscusso che ha permesso la creazione di celle solari ibride con un ottimo rendimento.

Esso ha rappresentato il fotovoltaico di nuova generazione, abbassando i costi delle celle fotovoltaiche in silicio e ha reso molto più semplice la lavorazione.

Soluzioni per ridurre difetti della perovskite: il fotovoltaico organico

Un gruppo di studiosi cinesi ha proposto un fotovoltaico organico, basato sul carbonio. II nuovo studio risulta essere più efficiente rispetto ai pannelli fotovoltaici in silicio.

I pannelli fotovoltaici e solari prodotti finora richiedono punti d’installazione fissi che generalmente occupano tetti o superfici pianeggianti. Il fotovoltaico organico rappresenta una vera e propria innovazione, perché si basa su composti che vengono sciolti dell’inchiostro in modo tale da essere stampati su teli sottili di plastica.

Il risultato è un rotolo che può piegarsi e curvarsi, fino ad essere persino incorporato nell’abbigliamento. Questo metodo non ha ancora ottenuto un grande successo a causa della bassa efficienza rispetto al sistema basato sul silicio. Tuttavia, di recente sono avvenuti degli importanti passi in avanti, dimostrati attraverso uno studio presentato ad aprile, nel quale i ricercatori sono riusciti a raggiungere il 15% di rendimento contro il 15-22% del silicio.

La strada è ancora lunga, ma potrebbero arrivare importanti novità dal fotovoltaico organico.

Nanoparticelle che utilizzano la tecnica sorbole termica

Un’altra soluzione arriva dalla produzione di nuove nanoparticelle che utilizzano solventi ad alte temperature. La nuova tecnica prevede di creare piccoli rombi di biossido di titanio monocristallino.

In questo caso, non si tratta di una vera e propria alternativa ai pannelli in perovskite, bensì di un miglioramento degli stessi. Di fatto, questa nuova struttura permette di creare un film del minerale. In questo modo si evita i disallineamenti del reticolo che finora ha causato la riduzione dell’efficienza. Così facendo il flusso di elettroni migliorerà, diminuendo la perdita di potenza che caratterizza il minerale.

I test realizzati sulle celle parlano di un rendimento al 24,5%, con un fattore di riempimento al 84,7%. Per quanto riguarda il risultato relativo all’efficienza, questo ha superato il 22%, che generalmente caratterizza i pannelli fotovoltaici in silicio.