Sezioni

Home La Ricerca Energia  Ricerca di Sistema elettrico  Celle fotovoltaiche innovative

RICERCA SISTEMA ELETTRICO

CELLE FOTOVOLTAICHE INNOVATIVE

Tema di ricerca 5.2.5.3: Sviluppo di tecnologie avanzate per componenti fotovoltaici innovativi

Referente: Paola Delli Veneri
paola.delliveneri@enea.it

immagine

Immagine SEMdi film di d2SnSnS4

La tecnologia fotovoltaica può dare un notevole contributo nella transizione verso un mix energetico con maggior presenza di rinnovabili. L’abbassamento dei costi di produzione dei moduli fotovoltaici a valori inferiori a 1 €/Wp è però condizione necessaria affinché questa tecnologia possa affermarsi anche senza incentivi.

Le attività di ricerca si sono focalizzate sul miglioramento delle tecnologie a film sottile mentre, per applicazioni speciali che non richiedano garanzia di funzionamento a lungo termine, si ritiene utile investigare soluzioni basate su celle organiche.

Per quanto riguarda le tecnologie a film sottile, sono stati sviluppati dispositivi tandem “micromorph” con efficienze maggiori dell’11%; questa struttura utilizza silicio amorfo e microcristallino ed è tra le più promettenti in quanto presenta i vantaggi di una multigiunzione in termini di stabilità e di utilizzo dello spettro solare e una complessità non troppo elevata.
Migliorando l’intrappolamento della radiazione solare, e con più elevati coefficienti di assorbimento, aumenta l’efficienza di conversione e diviene possibile limitare lo spessore dei dispositivi e ridurne i tempi di produzione. A questo riguardo sono state condotti, tra l’altro, studi su materiali nanostrutturati da utilizzare come strati assorbitori innovativi, in particolare film di nitruro di silicio depositati con tecnica PECVD.

Sono stati sviluppati materiali e celle a film sottili policristallini a base di rame ed elementi II-IV e VI, in particolare film di Cu2ZnSnS4. I film ottenuti hanno un’ottima omogeneità. È in corso di ottimizzazione la qualità di questi film al fine di ottenere materiali adeguati alla realizzazione di celle fotovoltaiche.

Nel campo delle celle polimeriche, a partire da precedenti attività che avevano portato a dispositivi con un’efficienza dell’1,3%, si è ottenuta un’efficienza del 2,9% integrando alcuni passi di processo in glove box e quindi operando sotto un’atmosfera inerte.

Scenario di riferimento, obiettivi, risultati

Report