Verso la nuova era dei moduli fotovoltaici in kesterite

Enea partecipa a Custom-Art, progetto di ricerca europeo che punta migliorare le prestazioni del fotovoltaico flessibile in CZTS

moduli fotovoltaici in kesterite
Credits: http://www.custom-art-h2020.eu

L’iniziativa europea mira portare l’efficienza dei moduli fotovoltaici in kesterite al 16%

(Rinnovabili.it) – Un nuovo e promettente semiconduttore si è affacciato negli ultimi anni nel settore fotovoltaico. Si tratta della kesterite artificiale, un minerale basato su elementi comuni come rame, zinco, stagno e zolfo (spesso abbreviato in CZTS). Questo composto è in grado di assorbire la radiazione solare meglio del silicio, dando vita a celle estremamente sottili. La tecnologia è relativamente nuova e non stupisce che il settore stia ancora combattendo con la sua efficienza. Ad oggi infatti il valore più alto raggiunto è del 12,6% con un’unità in CZTS/Se.

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Per accelerare l’arrivo sul mercato dei futuri moduli fotovoltaici in kesterite, nasce il progetto europeo CUSTOM-ART. L’iniziativa racchiude le competenze di 15 partner tra aziende ed istituti scientifici, tra cui le italiane ENEA ed Eco Recycling. CUSTOM-ART ha un preciso obiettivo: realizzare una tecnologia a film sottile basata sul CZTS per applicazioni complesse nel settore architettonico e dell’arredo urbano. Per ottenere ciò i partner dovranno aumentare il grado di maturità delle celle e dei modi fotovoltaici in kesterite.

Come spiega l’Enea, in una nota stampa, il progetto si propone di portare l’efficienza di conversione al 20% per le celle e al 16% per i moduli, di allungarne la vita a 35 anni e abbassare il costo di produzione a 75 euro per metro quadrato. Questi tre target assieme permetterebbero di portare il cosiddetto Technology Readiness Level – l’indice di maturità tecnologica – dall’attuale livello 4,5 al 7 (su una scala da 0 a 9).

Obiettivo, un’integrazione perfetta

Il gruppo svilupperà moduli fotovoltaici in kerestite flessibili sia opachi che semitrasparenti, in maniera da ampliare le possibilità di integrazione architettonica. La possibilità di depositare questi materiali su substrati come plastica o acciaio, li rende “un prodotto ideale per sostituire gli elementi passivi nei settori dell’architettura, della mobilità e dell’arredo urbano”, Alberto Mittiga, del Dipartimento Tecnologie Energetiche e Fonti Rinnovabili dell’ENEA. E contribuisce “alla realizzazione dei Near Zero Energy Buildings e Net Zero Energy Districts”.

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A livello operativo, i ricercatori dell’agenzia nazionale sanno impegnati in numerose attività, tra le quali: ottimizzazione del materiale di base tramite modifiche alla sua composizione chimica, introduzione di elementi alcalini e miglioramento delle tecniche di sintesi; esplorazione di nuovi materiali per la realizzazione del contatto frontale e posteriore della cella in kesterite; studio dei meccanismi di degradazione dei dispositivi sottoposti a stress-test; partecipazione alla costruzione e alla interpretazione di un Life Cycle Assessment che includa il processo di fabbricazione, il recupero dei materiali o il loro smaltimento e un’analisi dei costi per identificare l’impatto economico delle varie soluzioni sviluppate; supporto alla divulgazione dei risultati del progetto e alla stesura del piano per il loro sfruttamento al fine di valorizzare il know-how generato.

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