Energia: fotovoltaico, da ENEA celle solari ad alta efficienza per applicazioni urbane e rurali

Celle solari ad alta resa con materiali, architetture e processi innovativi per moduli fotovoltaici sostenibili, affidabili ed efficienti, da integrare in ambito urbano, nel paesaggio e nei siti di interesse storico-architettonico, con l’obiettivo di ridurre il costo dell'energia elettrica e il consumo di suolo. Sono state realizzate nell’ambito del programma "Ricerca di Sistema elettrico - Progetto integrato Fotovoltaico ad alta efficienza”, condotto da ENEA in collaborazione con Cnr, RSE e varie università, i cui risultati sono stati presentati in occasione della Giornata mondiale del Sole che si celebra il 3 maggio.

In particolare, ENEA sta lavorando nei Centri ricerche di Portici (Napoli) e Casaccia (Roma), in collaborazione con l’Università degli Studi di Roma Tor Vergata, allo sviluppo della nuova generazione di celle solari con la tecnologia “tandem” perovskite/silicio^[1], in grado di raggiungere efficienze maggiori del 28% nella conversione dell’irraggiamento solare in energia elettrica.

Il team di ricerca sta inoltre lavorando allo sviluppo di soluzioni innovative che integrano l’utilizzo della luce solare per fotovoltaico e fotosintesi, in grado di trasmettere la radiazione solare necessaria alla crescita delle piante e contemporaneamente generare energia elettrica. In questo contesto si stanno sperimentando coperture fotovoltaiche da applicare in serre agricole con approcci su scala di laboratorio e su larga area: strutture semitrasparenti a film sottile spettralmente selettive (aree fino a 100 cm²) e moduli fotovoltaici semitrasparenti opportunamente progettati da ENEA per essere inseriti in contesti di pregio.

“Il nostro obiettivo è migliorare le prestazioni delle celle solari e studiare soluzioni applicative che promuovano la penetrazione della tecnologia fotovoltaica nel sistema produttivo e, dunque, nel sistema elettrico. Siamo fiduciosi sulla possibilità di riuscire a superare a breve la barriera “psicologica” del 30% di efficienza per le celle tandem, avvicinandoci allo stato dell’arte mondiale della tecnologia”, evidenzia Paola Delli Veneri, responsabile ENEA del Laboratorio Dispositivi innovativi.

Oltre al miglioramento delle prestazioni dei moduli fotovoltaici attuali e all’integrazione del fotovoltaico nel contesto urbano e rurale, gli studi hanno posto grande attenzione all’utilizzo di materiali e architetture di dispositivo con prestazioni stabili nel tempo e con processi innovativi tali da risultare potenzialmente promettenti anche in un’ottica industriale di medio/lungo termine.

Il pacchetto sul cambiamento climatico della UE “Fit for 55” prevede che l’Italia raggiunga 64 GW di potenza fotovoltaica installata al 2030, rispetto ai 25 GW del 2022, generando una quantità di energia elettrica annua pari a 88 TWh, contro i 27,5 TWh del 2022.

“Trasformare l’energia del sole in energia elettrica mediante la tecnologia fotovoltaica è una tra le opzioni più concrete per la decarbonizzazione del sistema energetico, in grado di contenere l’innalzamento medio globale della temperatura e contrastare i cambiamenti climatici”, aggiunge Delli Veneri. “Ma - conclude - è altrettanto cruciale supportare l’industria italiana del settore, sostenendo anche la creazione di nuove filiere produttive e facilitando in tal modo il percorso indicato nel piano energetico nazionale”.

Impianto di deposizione PECVD (plasma enhanced chemical vapor deposition) utilizzato per la fabbricazione di celle solari a eterogiunzione di silicio, tipologia di cella utilizzata come componente posteriore di una cella tandem perovskite/Si.