• Articolo , 2 febbraio 2009
  • Film sottile: nuova frontiera del solare?

  • Soluzioni economiche ed efficienti capaci di contrastare gli attuali trend delle risorse energetiche: questa la scommessa del mondo della ricerca e, contemporaneamente, la risposta che si cerca di ottenere dalla tecnologia fotovoltaica del thin film

In un periodo in cui gli investimenti in ricerca e sviluppo, e non solo quelli, da parte delle aziende di tutti i settori, stanno inevitabilmente subendo una brusca frenata a causa della grave crisi finanziaria in atto, molte speranze per quanto riguarda il fotovoltaico si stanno riversando su quelle tecnologie già presenti sul mercato, che permettono sulla carta un risparmio in termini di costi. La tecnologia che in questo senso forse offre migliori garanzie dal punto di vista del suo utilizzo e della sua efficacia è quella del thin film, il cui costo di produzione può anche essere più basso del 25-30% rispetto alla tecnica tradizionale al silicio.
Da alcuni anni ormai, diverse aziende del settore puntano sul film sottile come risorsa da sfruttare per un ipotetico boom del fotovoltaico degli anni a venire. Ma i dubbi a proposito sia dal punto di vista dell’efficacia sia dell’affidabilità nel tempo e dell’adattabilità sono molti e non ancora del tutto risolti. Però può essere intanto utile anche magari solo a livello propedeutico fare un breve rendiconto dello stato dell’arte di questa “nuova” tecnologia per lo sfruttamento dell’energia solare.
Il film sottile è ancora la principale risposta che si è trovata per evitare l’utilizzo del costoso e non facilmente ricavabile silicio, che è la materia prima di base da cui si ricavano i moduli solari tradizionali. Secondo alcuni, come nel caso degli analisti di Lux Research, specializzati in analisi di mercato sull’energia, questa tecnologia entro il 2012 potrà coprire il 28% dell’intero mercato, grazie ai bassi costi ed a un’efficienza sempre maggiore dovuta alla continua innovazione e al suo minor impatto ambientale.

Attualmente i materiali più utilizzati per questa tecnologia sono di tre tipi: silicio amorfo, telleruro di cadmio e diseleniuro di indio rame (CIS). Nel primo caso gli atomi silicei vengono deposti chimicamente in forma amorfa, ovvero strutturalmente disorganizzata, sulla superficie di sostegno. Questa tecnologia impiega quantità molto esigue di silicio (spessori dell’ordine del micron). I moduli in silicio amorfo dimostrano in genere di un’efficienza meno costante delle altre tecnologie rispetto ai valori nominali, pur avendo garanzie in linea con il mercato. Il telleruro di cadmio (CdTe) o il solfuro di cadmio (CdS) microcristallino, presentano costi di produzione molto bassi in quanto la tecnologia impiegata per la sua produzione non richiede il raggiungimento delle temperature elevatissime necessarie invece alla fusione e purificazione del silicio. Tra gli svantaggi legati alla produzione di questo genere di celle fotovoltaiche vi è la tossicità del cadmio ed il basso rendimento del dispositivo. Il diselenurio di indio rame è invece tecnica meno utilizzata perché pur essendo già presenti in commercio si trova ancora in fase di R&S. Hanno efficienze abbastanza alte: attualmente fino al 13%. I costi attuali sono leggermente inferiori ai sistemi al silicio ma con prospettive di riduzione anche considerando la minima quota di mercato attualmente occupata. In questo caso a frenare uno sviluppo su larga scala è la scarsa disponibilità di indio e selenio.
Uno dei maggiori problemi però della tecnologia del film sottile rimane la minor efficienza nonché quello della scarsa affidabilità in merito alla sua durata nel tempo, e proprio per questo la ricerca sta cercando di sperimentare nuove vie e nuovi materiali, organici e inorganici, per poter avere maggiore efficienza ad un costo più competitivo rispetto al tradizionale silicio. Attualmente la quota di mercato che occupa il film sottile è di circa il 6-7% sul totale, anche se questa quota ha registrato una crescita continua e le previsioni per il prossimo futuro sono molto incoraggianti. La First Solar, prima produttrice al mondo di moduli in film sottile, ha annunciato recentemente di aver raggiunto un costo di produzione di 1,2 € a kW e di essere pronta a commercializzare in larga scala questo prodotto destinato sicuramente a sconvolgere il mercato dei moduli solari. Ma grandi passi avanti stanno facendo gli americani di Konarka, i tedeschi di Heliatek, la francese Dupont e la giapponese Sharp. Anche il nostro paese può essere considerato uno degli avamposti nella ricerca e sviluppo del film sottile, se si pensa come gruppi come Erg, Mercegaglia, Enel, Permasteelisa ed Alerion stiano facendo grossi investimenti proprio su questo tipo di tecnologia, che a detta di molti dovrebbe rappresentare la nuova frontiera del fotovoltaico, che deve cercare nel naturale e sempre più necessario ridimensionamento dei costi di produzione la sua ancora di salvezza di fronte alla crisi finanziaria economica.