Non più silicio per il fotovoltaico: le celle solari preferiscono i vegetali

Buone notizie dalla ricerca (italiana!) nel campo delle celle solari organiche: dispositivi basati sull’uso di pigmenti di origine vegetale potrebbero soppiantare presto le classiche celle a silicio. I vantaggi vanno dalla riduzione notevole dei costi di produzione ad una più semplice integrabilità architettonica dei pannelli, passando per la riduzione di emissioni di sostanze nocive in fase di costruzione.

CONDIVIDI: Condividi su Facebook Condividi su Ok Notizie Condividi su Fai Informazione Condividi su del.icio.us Condividi su Twitter Condividi su Digg Condividi su Technorati Condividi su Google

di Virginia Greco

celle solari
Le celle organiche presentano una struttura “a sandwich” in cui il substrato è di vetro o plastica flessibile, mentre gli elementi foto-attivi sono composti organici del carbonio, deposti in sottilissime pellicole. Il tutto è racchiuso in due elettrodi
La lieta novella – incredibile ma vero – arriva dal nostro paese, precisamente dal Polo Solare Organico della Regione Lazio, il cui nome ufficiale è CHOSE, cioè Center for Hybrid and Organic Solar Energy (Centro per l’energia solare da celle organiche e ibride). Tale istituto vide la luce nel dicembre 2006, per volontà del Dipartimento di Ingegneria Elettronica dell’Università di Roma Tor Vergata e della Regione Lazio (che vi ha investito sei milioni di euro), con l’obiettivo di sviluppare tecnologie all’avanguardia per la realizzazione di celle fotovoltaiche organiche e ibride (organiche-inorganiche).

A quanto pare la ricerca e l’investimento economico hanno dato i loro frutti, visto che una nuova generazione di pannelli fotovoltaici sta per entrare in produzione. “La linea produrrà inizialmente solo 10mila metri quadri l’anno di pannelli, con un costo contenuto”- afferma Aldo Di Carlo, responsabile del progetto e direttore del Polo Solare Organico – “Ciò consentirà al prodotto di penetrare nel settore delle piccole e medie imprese. Riteniamo di poter immettere sul mercato i primi pannelli entro il 2010 ”.

Ma cos’hanno di innovativo queste celle solari?

Il 90% dei pannelli fotovoltaici attualmente in commercio è realizzato tramite celle a silicio policristallino: in esse il semiconduttore in questione, il silicio appunto, riveste tanto il ruolo di sorgente di fotoelettroni, quanto quello di fornitore del campo elettrico necessario alla separazione delle cariche e, quindi, alla generazione della corrente nella cella.

Le celle organiche hanno invece una struttura a strati in cui il substrato (responsabile del campo elettrico) è di vetro o plastica flessibile, mentre gli elementi foto-attivi sono composti organici del carbonio, deposti in sottilissime pellicole. Il tutto è inserito in due strati che fungono da elettrodi.

Nel caso delle celle sviluppate al Polo Solare presso Tor Vergata, l’elemento organico foto attivo è rappresentato da pigmenti vegetali che sono in grado di assorbire la radiazione solare, mentre si fa ricorso all’ossido di titanio ed un elettrolita per estrarre la carica al fine di produrre corrente. Dispositivi di tal tipo sono chiamati Dye Sensitized Solar Cells (DSSC) o celle di Gratzel, dal nome del chimico svizzero che ne inventò la prima tipologia.

Le celle organiche, al di là dei dettagli tecnici e delle varianti esistenti, presentano dei grossi vantaggi sia in termini economici che di impiego.

frutta
Le celle fotovoltaiche organiche prodotte al Polo Solare CHOSE si ispirano al processo di fotosintesi clorofilliana, infatti utilizzano pigmenti presenti in frutti e fiori.
Le tecnologie cui fanno ricorso sono molto semplici da applicare. I materiali fotovoltaici organici ed ibridi, infatti, possono essere facilmente depositati in soluzioni liquide (come inchiostri o paste) o evaporati su substrati, in modo da creare sottili pellicole. Che si coprano piccole aree come larghe, i costi restano molto contenuti. Si tratta - di fatto - di far ricorso a metodologie di produzione tipiche dell’industria della stampa, enormemente meno costose (a livello di processo come di materiale stesso) di quelle classiche impiegate nell’industria delle celle a silicio policristallino.

La conseguenza diretta di ciò, ovviamente, sarà la riduzione delle spese a carico dell’utente. I moduli fotovoltaici basati su celle al silicio costano circa 4 euro per Watt picco (Wp), quelli a celle organiche potranno scendere sotto l’euro per Wp. “Un impianto che oggi costa 20mila euro potrà crollare a 200 euro” sottolinea Franco Giannini, direttore del Dipartimento di Ingegneria Elettronica dell’Università di Roma Tor Vergata. Gli stessi macchinari per la produzione dei pannelli costeranno circa un milione di euro, contro i 15 o addirittura 100 necessari per altre forme di fotovoltaico.

I processi industriali che verranno utilizzati comporteranno, inoltre, una quantità di scarichi nocivi nell’ambiente inferiore rispetto a quelli tipici dell’industria dei semiconduttori: ciò renderà le celle organiche più ecocompatibili.

I materiali impiegati, inoltre, sono più leggeri e maggiormente flessibili, ciò consentirà una maggiore adattabilità e più semplice integrazione architettonica dei pannelli organici.

celle
Le tradizionali celle al silicio hanno costi di produzione elevati, dovuti tanto al semiconduttore stesso quanto ai processi utilizzati. Le celle organiche promettono un notevole abbattimento di tali spese.
Di contro, questi dispositivi non hanno ancora l’efficienza che le celle a silicio possono offrire. Infatti, rispetto ad un pannello tradizionale, che ha un efficienza del 10-12%, quello a celle organiche finora ha raggiunto valori del 4-5% (con una vita utile della cella di 20 anni). I ricercatori si aspettano però un miglioramento di questo valore nei prossimi anni.

Ci sono anche altri punti da approfondire ulteriormente, come emerge dalle dichiarazioni di Giannini: “Il vero problema da risolvere in questa fase”, spiega il direttore, “è legato all’elettrolita utilizzato. Quello attuale è corrosivo, quindi richiede elettrodi fatti di materiali molto resistenti”. Inoltre restano da meglio comprendere “i meccanismi con cui avvengono alcuni fenomeni nanoscopici.”

La fase di ingegnerizzazione del prodotto (ossia la messa a punto dei processi, dei metodi impiegati e dei passaggi previsti) sarà curata dalla Dyers, uno spin-off fondato di recente da un gruppo di ex-ricercatori dell’Università di Tor Vergata.

Mentre l’industrializzazione vera e propria, che dovrebbe partire nel 2010, sarà responsabilità di un consorzio (già creatosi) in cui confluiscono le Università di Roma Tor Vergata, di Ferrara e di Torino e alcune aziende che si sono aggiudicate l’esclusiva della produzione e commercializzazione, ossia: Erg Renew, Parmasteelisa e l’affiliata italiana dell’australiana Dyesol.

Particolarmente soddisfatto e positivo si dimostra l’Assessore all’Ambiente della Regione Lazio, Filippo Zaratti, per il quale “Il caso di Tor Veragata è un successo di ricerca applicata e darà un forte impulso a tutto il settore dell’industria delle rinnovabili.”

Ma mentre aspettiamo di vedere apparire sul mercato questo gioiello di tecnologia targato “Made in Italy”, non trascuriamo di dare un’occhiata a quel che accade fuori dai confini nazionali. Non molto tempo fa in Germania due colossi industriali, quali la Divisione Termotecnica del Gruppo Bosch e la multinazionale chimica Basf, hanno stabilito un accordo per lo sviluppo del fotovoltaico organico: l’obiettivo è di raggiungere entro il 2015 un’efficienza del 15% per le celle organiche. Il capitale investito è di 300 milioni di euro.

Quando i grandi gruppi industriali si muovono è perché hanno fiutato l’affare, ossia il ritorno economico. Questo fa sperare che queste nuove celle senza silicio siano davvero un ottimo prodotto destinato a diffondersi e a migliorare.

23 Marzo 2009 - Scrivi un commento
Ti è piaciuto questo articolo? Cosa aspetti, iscriviti alla nostra newsletter!

E-mail
3 lettori hanno commentato questo articolo:
11/8/09 13:09, mandrioli73 ha scritto:
Sicuramente le celle solari organiche rappresentano un passo avanti, anche se dal punto di vista dell'efficienza c'e ancora da lavorare. Potrebe forse essere d'aiuto pensare in 3D: cioè realizzare una cella solare non bidimensionale (su un piano) ma tridimensionale; in tal modo probabilmente la cella riuscirebbe a captare i raggi solari da ogni angolazione, aumentando in questo modo la sua efficienza ed evitando anche la necessità di dover utilizzare degli inseguitori solari.
25/7/09 06:07, hammuraby ha scritto:
il fututo, e' rivolto non ai pannelli solari, ma ai pannelli termici, che trasformano il calore ambientale direttamente in energia, frenando l'energia cinetica a livello atommico. formati da diodi nonbias in nanostruttura, si e' arrivati a 10^11 diodi a cm2, equivalenti a 100watt continui, e 24/7....
col caldo, dal condizionamento dell aria ambientale, si ottiene energia!
OPERAZIONE SPARTACO meetup-bologna
10/5/09 05:47, rodolfo ha scritto:
In questo articolo sono riportate delle informazioni inesatte, ovvero:
1. è proprio di questi ultimi giorni la notizia di un'azienda americana First Solar Inc., che produce thin film (flessibili)con conversione al 9-10%, di essere riuscita a portare la produzione al costo di 1$ per watt!!
2. altre aziende di pannelli solari classici hanno raggiunto un grado di conversione del 22% (come ad esempio l'america SunPower)e non del 10-12% come riportato nell'articolo;
3. entro il 2011 massimo 2012 anche i pannelli classici a silicio porteranno il costo per watt ad 1 $...ci sono alcune aziende cinesi che stanno drasticamente riducendo i costi.
Pertanto credo che tali futuri pannelli organici non abbiano nessun futuro...
Piuttosto perchè un paese come l'Italia non rende obbligatorio per tutte le nuove costruzioni future...di dotarle di impianti fotovoltaici?? Sarebbe il passo definitivo per affermare queste industrie, che contribuiranno a sganciarci dalle fonti fossili.
Cordiali saluti.
Arianna Editrice
Macro Credit
Mappa Mondo Nuovo
PAROLE CHIAVE
LIBRI CONSIGLIATI
Un Futuro Senza Luce?

Il nostro sistema energetico spreca e disperde nell'atmosfera più energia di quanta ne utilizzi....
Continua...
Salvare l'Ambiente Conviene

Quello di Jacopo Fo è un libro di valide e ragionevoli alternative all’insegna di un duplice...
Continua...
EBooks - Come Evitare la Trappola Nucleare

Anteprima ebook 1987: con un referendum abrogativo gli italiani dicono NO al nucleare.2007: nonostante la...
Continua...
Risparmiare sui Consumi

Risparmiare energia, ridurre i consumi, riciclare correttamente i rifiuti: ecco una guida agile per...
Continua...
ULTIMI ARTICOLI PUBBLICATI
TERRANAUTA TV
Alex Zanotelli e la privatizzazione dell'acqua
Altri video su TERRANAUTA TV...
ARTICOLI CORRELATI
ULTIMI COMMENTI
gian_paolo ha commentato l'articolo Nucleare e salute, un'altra ragione per dire no
carlo ha commentato l'articolo Quel che resta del Polo
linda maggiori ha commentato l'articolo Latte materno, diossine e Pcb
Simone ha commentato l'articolo Prahlad Jani, l'asceta che si autoalimenta da 74 anni
grazia ha commentato l'articolo Orti urbani: sostenibilità e socialità