Nuovi record d’efficienza per i moduli fotovoltaici organici

Un gruppo di scienziati tedeschi ha segnato due nuove efficienze record mondiali per i moduli OPV: un 12,6% su un’area di 26 cm2 e 11,7% su una superficie di 204 cm2

moduli fotovoltaici organici
Credits: www.zae-bayern.de

Gli ultimi progressi dei moduli fotovoltaici organici

(Rinnovabili.it) – Si accorcia la distanza tra i moduli fotovoltaici organici e tradizioni pannelli in silicio. A livello mondiale, la ricerca solare continua a scommettere su polimeri, molecole e coloranti fotoattivi come sostituiti dei più costosi semiconduttori inorganici. Il risultato pratico, tuttavia, in termini di resa e di stabilità rappresenta ancora un forte handicap per la commercializzazione. Dal canto loro, la promessa di economicità assieme alla flessibilità e leggerezza dei prodotti finali – sinonimo di un’ottima integrabilità – mantengono vivo l’interesse scientifico. 

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Le celle solari organiche sono, infatti, costituite di solito da due diversi componenti che possiedono le necessarie proprietà di semiconduttore. A differenza del silicio usato convenzionalmente e prodotto mediante processi di fusione ad alta intensità energetica, questi materiali possono essere applicati direttamente dalle soluzioni su una pellicola di supporto o su un sub strato di vetro.

Gli ultimi passi avanti in questo campo sono stati raggiunti da un gruppo di ricerca tedesco che è riuscito a stabilire, nell’ultimo anno, ben due record mondiali per i moduli fotovoltaici organici. Il merito va agli scienziati dell’Università Friedrich-Alexander, del Centro bavarese per la ricerca sull’energia applicata e dell’Istituto Helmholtz per le energie rinnovabili. Il team, guidato da Andreas Distler, ha pubblicato i risultati del lavoro sulla rivista scientifica Progress in Photovoltaics (testo in inglese).

“Negli ultimi anni – scrivono i ricercatori – lo sviluppo di nuovi materiali attivi ha portato a un costante miglioramento dell’efficienza di conversione di potenza del fotovoltaico organico processato in soluzione, fino a valori record al giorno d’oggi superiori al 17% su piccole celle da laboratorio. Ma un conto è ottenere una determinata resa su superfici nell’ordine di millimetri, un altro è riuscire a replicare il successo su una scala utile al mercato.

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A causa del design, l’efficienza dei pannelli completi è sempre leggermente inferiore a quella della singola cella. Ad esempio, una parte dell’area del modulo risulta inattiva perché viene utilizzata per interconnettere le singole celle. All’aumentare della superficie, inoltre, aumentano anche le perdite dovute alla resistenza elettrica degli elettrodi.

Per ridurre al minimo questi problemi, gli scienziati sono ricorsi ad un’ottimizzazione del layout e un processo di strutturazione laser a impulsi brevi (nanosecondi). In questo modo hanno potuto eliminare quasi completamente le perdite dovute a imperfezioni durante la produzione, riducendo al minimo le aree inattive.

Il risultato? I nuovi moduli fotovoltaici organici mostrano un’efficienza di conversione della luce in elettricità del 12,6% su un’area di 26 centimetri quadrati e del 11,7% su una superficie di 204 centimetri quadrati. Entrambi i valori sono stati certificati in maniera indipendente dal Fraunhofer ISE.

La notizia è stata accolta con particolare soddisfazione dal  Ministero degli Affari economici bavarese, Hubert Aiwanger: “Questa svolta dimostra che la Baviera non è solo un leader nell’espansione del fotovoltaico, ma occupa anche una posizione di leadership nello sviluppo delle tecnologie future”.

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