La storia del fotovoltaico è un susseguirsi di record di efficienza. Il progresso tecnologico è talmente rapido, che spesso il dato di cui si scrive oggi è destinato a essere superato dopo poche settimane, o qualche mese.
L’ultima notizia nella corsa del solare verso il massimo rendimento arriva dal Fraunhofer ISE (Institute for Solar Energy Systems): i ricercatori dell’istituto tedesco hanno realizzato una cella di silicio multi cristallino che ha convertito in elettricità il 21,9% della luce solare incidente. È il nuovo, anche se di certo momentaneo, primato mondiale in questa categoria del fotovoltaico.
La cella “partorita” nei laboratori di Friburgo è di tipo HP mc-Si (high performance multicrystalline silicon) ed è il frutto del lavoro di squadra – evidenzia una nota dell’istituto – tra vari gruppi di ricerca, specializzati nello sviluppo dei materiali e dei processi per la cristallizzazione del silicio.
La cella del record rientra nel progetto “multiTOP” che proseguirà fino al 2018, con l’obiettivo di colmare il più possibile il divario di efficienza che separa il solare multi cristallino dal monocristallino.
È stato sempre il Fraunhofer Institute, lo scorso anno, a raggiungere il 25,3% di rendimento con una cella FV di silicio monocristallino, grazie alla tecnologia TOPCon, la stessa utilizzata in seguito per creare il wafer multi cristallino.
A questo punto è bene precisare che tra i risultati sperimentali e quelli ottenuti sulle linee produttive “normali” può esserci una discrepanza notevole. Un conto è testare una cella super-efficiente in laboratorio, un altro è riuscire a fabbricarla e distribuirla a costi contenuti su scala industriale.
Per quanto riguarda il silicio multi cristallino, la differenza si sta assottigliando, perché lo scorso ottobre la società norvegese REC aveva annunciato la produzione commerciale di moduli fotovoltaici di questo tipo con un’efficienza media del 20,21% e una punta massima del 20,47% (vedi QualEnergia.it) grazie a una serie di miglioramenti nei processi produttivi, dalla lavorazione della materia prima alla costruzione delle singole celle. Si tratta però di misurazioni in-house non certificate da un ente terzo.
Pochi mesi prima, era stata Trina Solar a toccare una capacità di conversione di poco superiore al 20% in fabbrica, dopo aver sfondato per la prima volta in assoluto il muro del 21% nel 2015, ma in laboratorio.
Il grafico sotto è utilissimo per seguire l’evoluzione tecnologica del fotovoltaico. Dal 1976, infatti, il National Renewable Energy Laboratory (NREL) americano registra i valori massimi di efficienza conseguiti e verificati nei laboratori di tutto il mondo.
Ci sono tutte le famiglie di semiconduttori: celle multi-giunzione o GaAs a giunzione singola, wafer multi cristallini-monocristallini, tecnologie a film sottile e altre categorie emergenti, tra cui la perovskite.
Tornando al multi cristallino, la tabella del NREL è ancora ferma al 21,3% di Trina Solar, il colosso cinese appena battuto dal Fraunhofer Institute, che così ha riportato la “coppa di specialità” in Germania, dopo averla detenuta ininterrottamente nel periodo 2004-2015. Tuttavia, siamo sicuri che presto anche questa percentuale sarà superata.
