Terza generazione dei pannelli solari: oltre i limiti di efficienza

I pannelli solari di terza generazione hanno caratteristiche che esaltano l'efficienza di conversione e che aprono la strada verso un nuovo concetto di energia.

Alfredo Polito
Alfredo Polito
Si occupa di copywriting, project management e comunicazione per imprese e istituzioni. Per anni ha scritto su la Repubblica ed è autore del libro "La guerra del vino". Tramite Gramsci ha fatto suo il motto di Romain Rolland: pratica il pessimismo della ragione e l'ottimismo della volontà.
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Si torna a parlare di bonus per il fotovoltaico, erogati se si installano pannelli di terza generazione, ma quali sono e quali caratteristiche hanno?

La crescita impressionante del fotovoltaico

Nella decade tra il 2010 e il 2020 la tecnologia connessa all’energia solare ha cominciato a riscuotere grande successo e favore sui mercati energetici.

Al miglioramento dell’efficienza dei pannelli solari è equivalsa la caduta dei prezzi di produzione, tanto che il fotovoltaico domina l’industria delle rinnovabili nel mix energetico mondiale.

Nel 2020 il mondo ha installato oltre 260 GW di energia solare, testimonianza dell’impressionante crescita del settore, motivo per cui la domanda di pannelli sempre più efficienti si fa sempre più pressante e necessaria.

Leggi anche: Record fotovoltaico in Italia: il 36% dell’energia rinnovabile che alimenta il Belpaese è solare

La terza generazione delle celle solari

Accantonati i semi conduttori e i film sottili, le celle solari di terza generazione sono in grado di sfruttare fotoni ad alta efficienza, abbattendo i costi di produzione e le superfici dei pannelli.

Queste celle, infatti, sono potenzialmente in grado di superare il cosiddetto limite di Shockley-Queisser, ossia la massima efficienza di conversione teorica di una cella single-junction (che ha quindi una sola giunzione tra anodo e catodo), fissata tra il 32 e il 33,7%.

I sistemi di terza generazione sono composti da celle multistrato connesse in tandem in silicio amorfo o arseniuro di gallio, cui vengono aggiunti dei particolari conduttori che ne rilanciano l’efficienza.

Tra le più comuni celle di terza generazione si annoverano quelle al solfuro di rame, zinco e stagno, quelle sensibilizzate con coloranti naturali, le celle solari organiche, quelle in perovskite e quelle a punti quantici.

Leggi anche: La tecnologia delle celle fotovoltaiche: materiali, efficienza e costi di produzione

Pannelli più economici, più piccoli, più potenti e meno inquinanti

La terza generazione dei pannelli solari promette di renderli più economici, più potenti e meno inquinanti a fine vita, quando devono essere smaltiti.

Le innovazioni in questo campo sono all’ordine del giorno, per migliorare le capacità di conversione della radiazione solare e renderla accessibile a tutti.

I ricercatori dell’Università di Stanford, ad esempio, hanno messo a punto delle singolari celle con lenti piramidali capaci di concentrare i raggi che colpiscono la superficie della cella riducendone l’estensione a un terzo. Questo significa che potremmo assistere a un’evoluzione anche fisica dei sistemi solari, abbandonando i rigidi moduli neri cui siamo ormai diventati avvezzi.

La possibilità di combinare celle di piccole dimensioni molto efficienti, infatti, apre al strada anche al design e all’integrazione estetica che rimane, per il momento, il punto più controverso dell’energia solare, insieme a quello dello smaltimento.

Su quest’ultimo aspetto, però, sta intervenendo una società francese, la ROSI, che ha scommesso sul riciclaggio dei moduli solari, sviluppando una tecnologia che estrae i materiali preziosi contenuti nei pannelli – come l’argento e il silicio – da riutilizzare nella filiera produttiva.

Leggi anche: Pannelli solari trasparenti, l’equilibrio perfetto tra estetica ed efficienza

Materiali leggeri e versatili verso il superamento della terza generazione

Lo sfruttamento della terza generazione delle celle solari renderà possibile l’applicazione di superfici generanti corrente elettrica alle strutture già esistenti, sia sugli edifici che nei luoghi pubblici, aprendo le porte a una quarta generazione di pannelli fotovoltaici.

In California, la GAF Energy di San Jose produce tetti, rivestimenti e finestre trasparenti atti alla produzione di energia, creando mattonelle, tegole e coperture “nativamente” fotovoltaiche.

Sempre negli Stati Uniti, la Ubiquitous Energy sta ultimando i test su un nuovo tipo di pannello solare completamente trasparente, capace di raccogliere la luce dallo spettro invisibile all’occhio umano, che presto potrà sostituire i vetri delle finestre.

Leggi anche: Perovskite e grafene nei pannelli più avanzati del mondo, made in Italy

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Si occupa di copywriting, project management e comunicazione per imprese e istituzioni. Per anni ha scritto su la Repubblica ed è autore del libro "La guerra del vino". Tramite Gramsci ha fatto suo il motto di Romain Rolland: pratica il pessimismo della ragione e l'ottimismo della volontà.
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