Fotovoltaico flessibile più economico e più efficiente
Lo sviluppo di celle fotovoltaiche efficienti rappresenta una delle priorità nell’agenda di ricerca strategica (SRA) dell’UE. Tuttavia, per essere completamente accettate dal mercato, le tecnologie messe in campo devono risultare economiche e adatte alla produzione di massa. Di conseguenza, il progetto R2R-CIGS (Roll-to-roll manufacturing of high efficiency and low cost flexible CIGS solar modules) ha sviluppato e portato su scala industriale dei procedimenti roll-to-roll (R2R) per fabbricare moduli FV basati su una lega di seleniuro di rame indio gallio (CIGS) su un substrato polimerico. Questo rende possibile un’ulteriore riduzione dei costi rispetto alle tecnologie standard basate sul silicio. Un altro vantaggio è la flessibilità e la leggerezza dei moduli, che si adattano perfettamente a superfici irregolari come le pareti degli edifici. Gli ambiziosi obbiettivi relativi ai costi di produzione stabiliti da R2R-CIGS sono raggiungibili solo se i livelli di efficienza delle celle solari flessibili sono paragonabili a quelli delle celle basate su substrati di vetro. Si possono prevedere livelli di efficienza dei moduli di conversione di potenza che raggiungono il 16 %. Il progetto R2R-CIGS ha migliorato le celle solari CIGS all’avanguardia attraverso la modifica delle loro caratteristiche strutturali, chimiche ed elettriche su scala nanometrica. Per la deposizione R2R di uno strato di conversione dell’energia CIGS su scala nanometrica su una lamina polimerica è stato sviluppato e portato su scala industriale un processo di co-evaporazione basato sul vuoto. Un innovativo processo che utilizza la deposizione di strati atomici (ALD) R2R ha consentito di creare degli strati tampone privi di cadmio. Il progetto ha inoltre sviluppato un processo di incisione laser automatico R2R di strati di film sottili su substrati polimerici che ha permesso di creare moduli solari flessibili interconnessi in modo monolitico. Inoltre, gli scienziati hanno integrato un iniettore CVD migliorato a plasma in un reattore CVD industriale e hanno installato una nuova attrezzatura per la polverizzazione a CC (corrente continua) in una linea pilota R2R. Il consorzio ha inoltre studiato vari modi per lo sviluppo di rivestimenti di barriera contro l’umidità per garantire la creazione di moduli solari flessibili e prodotti flessibili sensibili all’acqua. R2R-CIGS ha reso più veloce l’introduzione sul mercato di moduli CIGS flessibili fornendo procedimenti su scala industriale e soluzioni per le attrezzature. Questi sono usati per la produzione di moduli CIGS molto efficienti, a basso costo e leggeri. Il substrato di poliammide ha consentito l’integrazione dei moduli CIGS in componenti per l’edilizia e applicazioni nel campo dei trasporti a basso costo e leggeri. Le tecnologie e i procedimenti sviluppati da R2R-CIGS possono essere anche applicati alla fabbricazione di componenti elettronici flessibili, sistemi di illuminazione e schermi con grandi superfici.
Parole chiave
Fotovoltaico, flessibile, roll-to-roll, solare, modulo, fabbricazione, deposizione strato atomico
