Tecnologia solare a buon mercato
Il grado di sostenibilità dell'utilizzo dell'energia del sole per la produzione di elettricità riflette più o meno i livelli sperati. L'energia del sole è praticamente illimitata e, se i processi produttivi sono favorevoli, la produzione di elettricità determina livelli di emissioni bassi o tendenti a zero. L'obiettivo generale consiste nel costo e nell'efficienza e probabilmente in un compromesso tra i due. Mentre la presenza di dispositivi fotovoltaici sul mercato ha conosciuto un drastico aumento, i sistemi domestici su ampia scala non sono ancora realizzabili dal punto di vista commerciale. La chiave per l'utilizzo dell'energia solare su ampia scala consisterà nelle nuove tecnologie per una maggiore efficacia di conversione dell'energia e per costi di produzione più contenuti. La maggior parte dei dispositivi fotovoltaici in uso è basata su silicio (Si) mono- o multi-cristallino. Le tecnologie emergenti si basano su film sottili, materiali creati mediante la crescita di varie specie su un substrato. Gli scienziati europei hanno tentato di sviluppare materiali e processi per una produzione ad alto rendimento ed efficace sotto il profilo dei costi di celle solari a film sottile. Grazie ai finanziamenti dell'UE stanziati per il progetto Thinsi ("Thin Si film based hybrid solar cells on low-cost substrates"), gli scienziati stanno sviluppando celle solari con strutture simili a quelle della maggior parte dei wafer di silicio cristallino tradizionali ma che utilizzano un substrato di silicio a basso costo per sostituire i wafer di silicio. Il substrato sarà costituito da materiali economici che utilizzano tecnologie avanzate in ceramica (il concetto di polvere su substrato che produce tecnologie equivalenti ai wafer) e processi poco costosi sviluppati dal consorzio del progetto. Il lavoro iniziale era incentrato sull'ottenimento di polvere di silicio della purezza desiderata, di strutture cristalline e di dimensioni di particelle da utilizzare nel metodo di sinterizzazione del plasma della scintilla (SPS). L'ottimizzazione del processo di SPS ha condotto alla fabbricazione di substrati di silicio densi e altamente conduttivi. Gli scienziati hanno inoltre condotto ampie analisi relative al deposito di strati di silicio sui substrati, le cui proprietà sono attualmente in fase di studio. Sono state fabbricate celle solari di riferimento sui substrati sia cristallini sia a strato sottile e valutati e comparati i relativi livelli di efficacia. È stato infine sviluppato un modello di costo per una cella solare Thinsi basato sull'efficienza di conversione stimata dell'energia solare. I fautori dell'iniziativa si aspettano di offrire materiali a basso costo e ad alto rendimento e tecnologie di fabbricazione per celle solari a film sottile che potrebbero consentire di superare le attuali barriere economiche prevenendo lo sfruttamento diffuso dei sistemi di energia solare.
