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FP7

HIPOCIGS — Risultato in breve

Project ID: 241384
Finanziato nell'ambito di: FP7-ENERGY
Paese: Germania

Le celle solari a film sottile sono pronte per una grande crescita

Per sfruttare l’energia solare, alcuni ricercatori finanziati dall’UE si sono indirizzati verso le tecnologie fotovoltaiche a film sottile. Anche se comparativamente meno sviluppate, hanno potenzialità di fornire prestazioni più elevate a costi inferiori.
Le celle solari a film sottile sono pronte per una grande crescita
Il team del progetto HIPOCIGS (“New concepts for high efficiency and low cost in-line manufactured flexible CIGS solar cells”) ha sviluppato e testato una serie di nuovi materiali e processi di fabbricazione basati sulla tecnologia a film sottile in rame indio gallio selenio (CIGS), per la produzione di celle solari flessibili.

I costi di produzione delle celle solari sono influenzati dal costo delle materie prime. La carenza di silicio all’avvio del progetto ha aumentato i costi dei materiali per le celle solari a base di silicio. Tale scarsità ha dato origine a investimenti in tecnologie alternative a film sottile. I ricercatori HIPOCIGS hanno testato vari materiali a basso costo e substrati flessibili, onde trovare un equilibrio tra qualità del materiale finale e costi, in modo da individuare la combinazione più vantaggiosa.

La tecnologia a film sottile si basa su materiale evaporato e/o polverizzato da una fonte mirata, rivestita su un substrato flessibile. I film sottili depositati sono minuscoli (il loro spessore arriva a micrometri) e pertanto occorre una quantità contenuta di materiale per realizzare gli obiettivi di spessore. Di conseguenza CIGS può ridurre decisamente il costo della fabbricazione con un’elevata resa della produzione.

Le indagini hanno riguardato diversi tipi di substrati flessibili, tra cui i substrati di poliimmide, già pronti per la produzione industriale con la situazione esistente. Diversamente dai substrati di vetro, per raggiungere alte efficienze, tali substrati flessibili richiedono una fornitura di sodio (Na) esterna. Accanto ai diversi metodi per fornire il Na, i ricercatori HIPOCIGS hanno esaminato tutti gli aspetti della deposizione di CIGS, compreso l’impatto di diversi spessori di collettori CIGS sulle prestazioni delle celle solari.

Dopo tre anni di ricerca, sono state realizzate eccellenti efficienze delle celle su diversi substrati, utilizzando la deposizione di CIGS a bassa temperatura attraverso la co-evaporazione. Soprattutto, le maggiori efficienze sono state ottenute utilizzando acciaio smaltato, in cui la composizione dello smalto è stato adattato per fungere anche come fonte di metalli alcalini (ad esempio Na). Entro la fine del progetto HIPOCIGS, la produzione di celle solari CIGS a film sottile è riuscita a passare dal laboratorio alla produzione industriale.

Tali risultati e le conoscenze acquisite nel corso del progetto dovrebbero attribuire alla ricerca europea sul fotovoltaico un ruolo d’avanguardia nella tecnologia CIGS. Con le celle solari a film sottile CIGS, il team HIPOCIGS ha fornito un importante contributo allo sviluppo della prossima generazione di energia pulita.

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Keywords

Film sottile, fotovoltaico, energia solare, CIGS, celle solari, substrato flessibile, poliimmide, produzione industriale, vetro, acciaio, smalto, energia pulita