Gli scienziati del Fraunhofer ISE sono riusciti a ridurre il consumo di argento delle celle solari TOPCon a 1,1 milligrammi per watt di picco grazie all’impiego di laser UV e galvanostegia nichel-rame. Dottor Kluska: “La tecnologia potrebbe affermarsi nel mercato fotovoltaico entro 2-3 anni”
Fotovoltaico TOPCon a basso contenuto d’argento, la svolta storica
Gli scienziati tedeschi del Fraunhofer Institute for Solar Energy Systems ISE sono riusciti in un’impresa fortemente sfidante: realizzare fotovoltaico TOPCon a basso contenuto d’argento. Appena 1,1 mg/Wp rispetto ai 10-12 mg/Wp richiesti normalmente dai contatti. In che modo? Impiegando un nuovo processo di metallizzazione in linea che garantisce il risparmio del prezioso materiale senza abbassare l’efficienza di conversione del prodotto.
Il consumo d’argento del fotovoltaico TOPCon
Si tratta di un risultato degno di nota e il motivo è semplice. L’industria fotovoltaica sta rapidamente sostituendo la tecnologia p-type Passivated Emitter and Rear Cell (PERC), standard di settore dal 2019, con la tecnologia n-type Tunnel Oxide Passivated Contact (TOPCon). Il passaggio è trainato dal superiore potenziale di efficienza delle celle solari TOPCon rispetto alle PERC, ma allo stesso tempo porta con sé un grosso svantaggio: queste unità hanno bisogno di contatti d’argento serigrafati su entrambi i lati, arrivando a consumare dal 40 al 60% di argento in più rispetto alla tradizionale tecnologia PERC.
Nella produzione di celle TOPCon, oltre il 50% del costo di conversione wafer-cella è attribuito alla pasta d’argento. Considerando che il prezzo del metallo ha subito una progressiva crescita da ottobre 2025 e che oggi si aggira sui 79 dollari l’oncia (con un picco record di 116 dollari toccati a gennaio 2026), è intuibile perché vi sia urgenza nel ridurre il fabbisogno del prezioso metallo. Non solo. Tra vincoli di fornitura a breve termine e incerta disponibilità a lungo termine, l’offerta potrebbe contrarsi facendo lievitare ulteriormente i prezzi dei moduli e a cascata il LCOE (Levelized Cost of Energy).
Oltre la serigrafia: laser UV e galvanostegia
La ricerca di settore ha risposto a questa sfida tentando di sostituire l’argento con materiali più economici e abbondanti come rame, alluminio, nichel, stagno o zinco, ma impiegando sempre la tradizionale metallizzazione serigrafica.
Peccato che l’applicazione alle celle solari al silicio appaia piuttosto complessa. O, più precisamente, appare complessa quella del fotovoltaico TOPCon mentre si sono ottenuti ottimi risultati con altre due tecnologie di nuova generazione, ossia le celle solari a eterogiunzione di silicio (HJT) e le celle a contatti posteriori interdigitati (IBC).
Come funziona il processo di metallizzazione ibrida
Il Fraunhofer ISE, in collaborazione con il produttore di macchinari RENA Technologies GmbH, ha cambiato approccio, dimostrando la fattibilità tecnica e l’implementazione su scala industriale della galvanostegia (elettrodeposizione) preceduta dall’incisione laser.
Nel dettaglio, il team ha combinato la strutturazione laser UV ultracorta – che crea sulla cella solchi molto più sottili di quelli della serigrafia – con la deposizione elettrochimica di una pasta ibrida a base di nichel, rame e argento. Nel dettaglio:
- il Nichel funge da barriera alla diffusione contro la migrazione del rame nella cella.
- il Rame gestisce la conduttività elettrica.
- l’Argento, anche se in minima quantità, rimane come protezione dall’ossidazione.
Grazie a questa combinazione, i contatti metallici hanno un contenuto di argento di appena 1,1 mg/Wp: il 90% in meno rispetto allo standard attuale.
La collaborazione con RENA ha permesso di testare il processo su una linea di produzione reale, producendo celle solari M10 con efficienze di conversione del 24%, valore analogo alle celle con contatti d’argento serigrafati tradizionalmente. Il team ha anche ottenuto un fill factor (fattore di riempimento) dell’82,1 ± 0,3% su un lotto di 186 celle, dimostrando un’ottima stabilità nei test di degrado secondo la norma IEC 61215.
Dr. Sven Kluska
Responsabile processi elettrochimici presso Fraunhofer ISE
“ La cosiddetta galvanostegia nichel-rame potrebbe affermarsi stabilmente nel mercato fotovoltaico entro due o tre anni. Offrirebbe numerosi vantaggi ai produttori di celle solari, anche se dovrebbero integrare gli impianti di galvanostegia nel loro processo produttivo come investimento iniziale. ”
Fonte: Fraunhofer ISE 2026
Un vantaggio per l’autonomia energetica europea
Il bonus aggiuntivo? Il nuovo approccio alla metallizzazione ridurrebbe la dipendenza dalla Cina, dal momento che le attrezzature e i prodotti chimici per l’elettrodeposizione del rame provengono da produttori europei e americani. Parallelamente, il Fraunhofer ISE fa sapere di star lavorando per creare catene di approvvigionamento europee resilienti anche per la metallizzazione a base di rame.
| Metodo Standard | Metodo Fraunhofer ISE | |
| Materiale Principale | Pasta d’Argento (Ag) | Pasta Ibrida (Ni-Cu-Ag) |
| Consumo d’Argento | 10 – 12 mg/Wp | 1,1 mg/Wp |
| Risparmio | Baseline | -90% |
| Tecnica di Incisione | Meccanica / Screen Printing | Laser UV ultracorto |
| Processo di Deposito | Serigrafia termica | Galvanostegia in linea |
| Efficienza Cella | ~24% | ~24% |
| Dipendenza Supply Chain | Alta | Bassa |
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