Creata la cella solare a tripla giunzione perovskiti-Si che potrebbe rivoluzionare il settore
di Giulia Favetti pubblicata il 18 Settembre 2023, alle 19:48 nel canale Energie Rinnovabili
Una ricerca tedesca del Fraunhofer ISE ha sviluppato una cella solare tandem in perovskite-perovskite-silicio con una tensione a circuito aperto di oltre 2,8 volt e un'efficienza di conversione superiore al 31%
Le celle solari in pervoskite - sia in tandem col silicio, sia da sole – hanno fatto progredire la ricerca del settore fotovoltaico in modo sorprendente, arrivando ad avere moduli con rendimenti superiori al 30%.
Un team di ricerca del Fraunhofer Institute for Solar Energy Systems ISE ha compiuto un passo in avanti, realizzando una cella solare a tripla giunzione in perovskite/perovskite/silicio con una tensione a circuito aperto di oltre 2,8 volt. Il risultato è divenuto parte del progetto di ricerca Triumph, finanziato dalla Commissione Europea, di cui l'istituto tedesco è partner.
Lo studio "Monolithic Two-Terminal Perovskite/Perovskite/Silicon Triple-Junction Solar Cells with Open Circuit Voltage >2.8 V" è stato pubblicato su ACS Publications.
Triumph ha come obiettivo realizzare un concept avanzato di celle monolitiche a tripla giunzione con un'efficienza di conversione superiore al 33% e una dimensione di oltre 100 cm quadrati: un percorso in cui la cella tedesca fornirà indubbiamente un asset importante.
"La tensione a circuito aperto di oltre 2,8 volt misurata per la cella solare in perovskite-perovskite-silicio, ci suggerisce che la tecnologia sia estremamente promettente per la produzione di elettricità", ha affermato la dott.ssa Juliane Borchert, leader del gruppo per le tecnologie di perovskite-silicio presso Fraunhofer ISE e presso l'Università di Friburgo. "Si tratta di un valore record per questo tipo di cella solare e dimostra come il fotovoltaico che combina perovskite e silicio, offra un enorme potenziale non sfruttato".
La tensione a circuito aperto è infatti uno dei tre fattori che determinano le prestazioni di una cella fotovoltaica; gli altri due sono la corrente di cortocircuito e il fattore di riempimento.
La tensione è intrinsecamente legata al tipo di materiale usato ed indica la massima tensione elettrica che la cella può fornire in assenza di carico elettrico: considerando che i moduli in silicio cristallino maggiormente diffusi vantano una tensione a circuito aperto compresa tra 0,7 e 0,8 volt, il risultato ottenuto dall'Istituto tedesco è realmente degno di nota.
Per perfezionare la cella e raggiungere quella tensione, il team ha utilizzato un metodo di tempra in gas per la deposizione dello strato superiore di perovskite che consente una formazione omogenea dell'assorbitore e previene danni da solvente agli strati sottostanti. Il procedimento ha permesso anche ottimizzare gli strati intermedi di interconnessione tra le sottocelle in perovskite.
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15 Commenti
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"Un viaggio di mille miglia, inizia con un passo" e chi sta alla panchina aspettando Godot aspetterà in vano e verrà superato dagli altri.
Se veramente vogliamo raggiungere un'indipendenza energetica, occorre incentivarlo su edifici esistenti e renderlo, quasi, obbligatorio sui tetti degli stabilimenti industriali di nuova costruzione.
Finalmente siamo arrivati in un momento storico in cui la supremazia della produzione dei pannelli del mercato cinese è attaccata dall'India...
Carpe diem
IMHO
Se veramente vogliamo raggiungere un'indipendenza energetica, occorre incentivarlo su edifici esistenti e renderlo, quasi, obbligatorio sui tetti degli stabilimenti industriali di nuova costruzione.
Finalmente siamo arrivati in un momento storico in cui la supremazia della produzione dei pannelli del mercato cinese è attaccata dall'India...
Carpe diem
IMHO
Eh non è mica così banale eh... già oggi bilanciare il carico del FV mette in crisi la rete.
La vera rivoluzione sarebbe se si riuscisse a trovare delle batterie estremamente efficienti e durature in modo da creare sempre più dinamiche "ad isola" con la rete come backup.
La vera rivoluzione sarebbe se si riuscisse a trovare delle batterie estremamente efficienti e durature in modo da creare sempre più dinamiche "ad isola" con la rete come backup.
Dipende da cosa si intende per "bilanciare".
Tecnicamente il fotovoltaico è estremamente facile da bilanciare perchè se sulla rete c'è già abbastanza energia prodotta, semplicemente si staccano gli impianti.
L'energia non immessa in rete "si butta" anche perchè non ci sono costi legati al "combustibile" e il costo €/MWh è estremamente basso.
Al momento è il metodo più "rapido" per ridurre la potenza elettrica sulla rete visto che si passa da 100 a zero in pochi millisecondi in caso di sovraproduzione.
Sempre il fotovoltaico è abbastanza facile da "bilanciare" tramite centrali a turbogas che sono attualmente il nostro sistema di "accumulo" e sono anche sufficientemente efficienti come "sistemi a rincorsa" (quelle a ciclo combinato ci mettono circa 20-30 minuti a raggiungere il pieno carico da zero e sono tempi abbastanza conciliabili coi ritmi solari).
A molti farà schifo ma l'accoppiata turbogas/rinnovabili funziona abbastanza bene e in Italia saremmo messi ancora meglio perchè di accumulo già ne abbiamo (ci sarebbero quasi 8GW di pompaggio idroelettrico e circa 1,5Gw di accumulo elettrochimico che coprono più o meno il 50% del carico di base che si aggira attorno ai 20-25GW).
Parlare di installazione del FV sui tetti purtroppo è illusorio (lo dico prima che qualche fanatico dell'atomo si metta a sbraitare).
In caso di completa elettrificazione del sistema energetico lo spazio necessario, considerando anche la quantità di corrente che dovrà essere prodotta per lo stoccaggio a medio termine (pompaggio idroelettrico) e lungo termine (idrogeno liquido) dovrebbe corrispondere ad una superficie grande quanto l'Abruzzo.
Considerato che in Italia sembrano esserci circa 3,5milioni di ettari di terreno inattivo (ovvero terreni agricoli abbandonati) il problema della spazio in realtà non è mai esistito (ma la soluzione non è semplicemente quella dei tetti).
Se veramente vogliamo raggiungere un'indipendenza energetica, occorre incentivarlo su edifici esistenti e renderlo, quasi, obbligatorio sui tetti degli stabilimenti industriali di nuova costruzione.
Finalmente siamo arrivati in un momento storico in cui la supremazia della produzione dei pannelli del mercato cinese è attaccata dall'India...
Carpe diem
IMHO
Attualmente non è stagnante, è in costante crescita a livello nazionale, europeo e mondiale.
Su edifici ha accesso a detrazione al 50% ed è abilitante per altre forme di incentivo, su imprese è spesso oggetto di incentivi ed accede sistemi quali ammortamenti e Sabatini "Green", mondo agricolo è attivo giusto ora il bando per installarlo su edifici ed è ormai da anni diventato obbligatorio su tutti i nuovi edifici o ristrutturazioni rilevanti, di recente è inoltre cambiata la normativa che fissa una potenza obbligatoria praticamente doppia rispetto a pochi anni fa.
Tecnicamente il fotovoltaico è estremamente facile da bilanciare perchè se sulla rete c'è già abbastanza energia prodotta, semplicemente si staccano gli impianti.
L'energia non immessa in rete "si butta" anche perchè non ci sono costi legati al "combustibile" e il costo €/MWh è estremamente basso.
Al momento è il metodo più "rapido" per ridurre la potenza elettrica sulla rete visto che si passa da 100 a zero in pochi millisecondi in caso di sovraproduzione.
Sempre il fotovoltaico è abbastanza facile da "bilanciare" tramite centrali a turbogas che sono attualmente il nostro sistema di "accumulo" e sono anche sufficientemente efficienti come "sistemi a rincorsa" (quelle a ciclo combinato ci mettono circa 20-30 minuti a raggiungere il pieno carico da zero e sono tempi abbastanza conciliabili coi ritmi solari).
A molti farà schifo ma l'accoppiata turbogas/rinnovabili funziona abbastanza bene e in Italia saremmo messi ancora meglio perchè di accumulo già ne abbiamo (ci sarebbero quasi 8GW di pompaggio idroelettrico e circa 1,5Gw di accumulo elettrochimico che coprono più o meno il 50% del carico di base che si aggira attorno ai 20-25GW).
Parlare di installazione del FV sui tetti purtroppo è illusorio (lo dico prima che qualche fanatico dell'atomo si metta a sbraitare).
In caso di completa elettrificazione del sistema energetico lo spazio necessario, considerando anche la quantità di corrente che dovrà essere prodotta per lo stoccaggio a medio termine (pompaggio idroelettrico) e lungo termine (idrogeno liquido) dovrebbe corrispondere ad una superficie grande quanto l'Abruzzo.
Considerato che in Italia sembrano esserci circa 3,5milioni di ettari di terreno inattivo (ovvero terreni agricoli abbandonati) il problema della spazio in realtà non è mai esistito (ma la soluzione non è semplicemente quella dei tetti).
Ci sono diverse criticità di cui non tieni conto però:
1) Uno degli obiettivi energetici dei prossimi anni dovrebbe essere proprio svincolarsi il più possibile da risorse critiche come il gas vedasi anche tutta la vicenda Russia quindi per quanto sia efficiente c'è sempre un problema politico.
2) È vero che l'energia in eccesso puoi semplicemente scaricarla ma sarebbe uno spreco tremendo. Se parliamo di casistiche di emergenza è un conto, se parliamo dell'ordinaria amministrazione significherebbe sprecare una quantità enorme di energia.
3) Ribadisco che secondo me, con le giuste batterie, avere un sistema a isola sarebbe ideale. Prima di tutto perché così ognuno avrebbe la sua piccola indipendenza ma anche perché in caso di un blackout localizzato si potrebbe studiare un sistema solidale per mantenere un minimo di energia. Oppure le cosidette comunità energetiche in modo da condividere localmente i benefici.
4) Secondo me uno dei grossissimi problemi del mondo "energia" ad oggi è la totale mancanza di trasparenza. Che va dagli installatori che ti raccontano le balle più disparate ai fornitori che ormai fanno contratti talmente complessi e pieni di trappole che anche fare un paragone realistico tra un fornitore e l'altro è sostanzialmente fantascienza.
Nei prossimi anni penso che servirà un gran lavoro su tutto il comparto energia e quello che temo è che servirebbe un lavoro prima legislativo e poi anche tecnico mentre invece ho una gran paura si faranno decisione politiche.
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