Fotovoltaico tandem silicio-perovskite, si avvicina la produzione industriale

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$Zucchero bianco, un \'killer\' invisibile$

La produzione industriale di celle solari alla perovskite potrebbe essere più vicina di quanto si pensi: l’azienda svizzera Meyer Burger e la società inglese Oxford PV (nata nel 2010 come spin-off dell’ateneo anglosassone), hanno appena annunciato una collaborazione strategica esclusiva per portare le loro tecnologie sul mercato.

Finora la perovskite è rimasta confinata nei laboratori.

Scienziati di tutto il mondo stanno sperimentando vantaggi e svantaggi di un materiale con certe caratteristiche ottimali per incrementare l’efficienza dei moduli fotovoltaici – una su tutte: la capacità di assorbire uno spettro più ampio della luce solare – ma che presenta notevoli inconvenienti, in modo particolare la velocità con cui si degrada il reticolo cristallino all’interno della perovskite in condizioni “reali” di utilizzo.

Così i ricercatori stanno provando nuove strade per prolungare la vita della perovskite, anche in Italia, dove il Cnr di Catania sta testando delle celle saturate di azoto che dovrebbero resistere più a lungo agli sbalzi di temperatura.

Tornando a Meyer Burger e Oxford PV, il principale obiettivo del loro accordo è produrre celle tandem di silicio-perovskite su scala commerciale entro la fine del 2020, impiegando una linea-pilota da 200 MW con tecnologia a etero-giunzione (HJT, Heterojunction).

Meyer Burger venderà a Oxford PV questa linea, che poi sarà installata nello stabilimento tedesco di Brandenburg an der Havel; inizialmente si punterà a realizzare celle con un’efficienza del 27% ma sappiamo che la stessa Oxford PV ha già raggiunto risultati migliori in laboratorio, stabilendo il primato mondiale a dicembre 2018 con il 28% di capacità di conversione della luce solare.

Certo, quel record è stato ottenuto con una cella di un solo centimetro quadrato, ma ormai non è proibitivo pensare di andare oltre il 30% di efficienza conservando allo stesso tempo la stabilità della perovskite per un numero elevato di ore di funzionamento.

Come ricorda una nota di Meyer Burger che illustra i dettagli della nuova collaborazione, la soluzione tandem silicio-perovskite sposta molto in avanti il limite massimo teorico di efficienza: intorno al 43-44% contro il 29% per le celle “normali” di silicio a singola giunzione.

Ecco perché l’industria del fotovoltaico vede nei nano-cristalli di perovskite una possibile via, molto promettente, per abbattere ancora di più il costo dell’energia elettrica generata con i moduli FV (LCOE, Levelized Cost of Electricity).

Se pensiamo che già oggi, con il fotovoltaico tradizionale, in molti casi si riescono a sviluppare progetti competitivi rispetto alle fonti fossili senza sussidi pubblici, quindi in piena parità di mercato, si capisce bene perché le aziende del settore siano così interessate all’evoluzione delle architetture tandem, che sommano i punti di forza del silicio con quelli della perovskite.

Meyer Burger, si legge nella nota, metterà a disposizione di Oxford PV le sue tecnologie HJT e SmartWire Connection (SWCT) per connettere la perovskite agli strati sottostanti; inoltre, svilupperà specifiche attrezzature per accelerare la produzione massiccia delle nuove celle e accorciare il più possibile il time-to-market, cioè il tempo necessario all’uscita sul mercato.

Inoltre, l’azienda svizzera acquisirà il 18,8% del capitale di Oxford PV con l’opzione di raddoppiare l’investimento entro la fine del 2020.