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Rendere più economiche le celle fotovoltaiche

Lo sfruttamento delle nuove tecnologie energetiche è diventato un obiettivo importante per ridurre la dipendenza dai combustibili fossili. Un'iniziativa finanziata dall'UE ha permesso di ottimizzare la convenienza economica della produzione di celle solari.
Rendere più economiche le celle fotovoltaiche
La conversione in energia elettrica delle radiazioni che ci giungono in continuazione dal sole comporta significativi vantaggi dal punto di vista sia ambientale che economico. I moduli di celle solari o fotovoltaiche facilitano questa conversione e vengono prodotti depositando uno o più sottili strati di materiale fotovoltaico su un substrato di spessore variabile, che può andare da pochi nanometri a decine di micrometri. Gli alti costi dei moduli fotovoltaici che sono attualmente in circolazione ostacolano tuttavia la loro diffusione e impongono lo sviluppo di nuove tecnologie più economiche.

L'obiettivo principale del progetto LPAMS ("Production process for industrial fabrication of low price amorphous-microcrystalline silicon solar cells"), finanziato dall'UE, consisteva nell'aumentare l'efficienza delle celle fotovoltaiche riducendo al contempo i costi di produzione. Per raggiungere questo traguardo, i partner del progetto si sono impegnati in particolare per migliorare la trasparenza degli strati, ridurre al minimo le perdite ottiche, eliminare il deterioramento provocato dalla luce e ampliare lo spettro di assorbimento effettivo.

Il consorzio ha ottimizzato un processo di deposizione su scala industriale di ossido conduttivo trasparente (TCO) seguito dalla stratificazione di un film di silicio amorfo, micro o nanocristallino su un substrato di vetro tramite il metodo della deposizione di vapori chimici a microonde (MWPECVD). L'innovazione ottenuta con questa tecnologia consiste nella possibilità di spostare il substrato attraverso varie camere per la deposizione di più strati in successione. Il sistema LPAMS, inoltre, ha una struttura modulare che ne consente l'uso anche per la deposizione su celle doppie o triple.

Nel complesso, i partner del progetto sono riusciti a migliorare la qualità degli strati e la velocità di deposizione del silicio e di produzione dei tandem di celle solari. La combinazione più efficace è risultata essere quella basata su tandem di silicio nanocristallino e amorfo, che hanno mostrato i migliori risultati in termini di stabilità e di espansione dello spettro di assorbimento. Il processo richiede inoltre un numero minore di addetti, con conseguente riduzione del costo finale delle celle solari. A parità di substrato e di costi di produzione, infine, le celle in tandem presentano maggiore efficienza, perciò il costo unitario dell'energia ottenuta risulta inferiore.

Il progetto LPAMS ha consentito di ottenere una nuova generazione di moduli fotovoltaici ad alta efficienza, con costi di produzione minori rispetto ai metodi tradizionali. Oltre a un minore costo di produzione delle celle fotovoltaiche, questo metodo consentirà di ottenere importanti vantaggi per lo sviluppo locale di tecnologie innovative e pulite nei paesi dei Balcani Occidentali.

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