Perovskiti: la nuova frontiera della produzione solare

Il settore dell’energia solare ha storicamente mostrato un andamento ciclico, caratterizzato da fasi di progresso costante interrotte da rapidi salti tecnologici. Sebbene l’innovazione possa richiedere anni o addirittura decenni per maturare completamente, una volta raggiunta, la transizione avviene rapidamente, con i produttori che si affrettano a ottenere un vantaggio competitivo.

evoluzione del settore fotovoltaico

La transizione da wafer multicristallini a monocrystallini, l’adozione di celle e moduli bifacciali e il lancio di pannelli fotovoltaici di grandi dimensioni in silicio cristallino (c-Si) e film sottile sono alcune delle tappe significative già vissute dal settore. Nelle celle fotovoltaiche c-Si, i passaggi dall’architettura p-type aluminum back-surface field (Al-BSF) al passivated emitter rear cell (PERC) e infine al tunnel oxide passivated contact (TOPCon) hanno aumentato l’efficienza e ridotto il LCOE dei sistemi solari.

Ogni traguardo ha rimodellato il panorama competitivo. Attualmente, si preannuncia un altro grande cambiamento tecnologico che non segue il modello del progresso incrementale ma rappresenta una vera e propria evoluzione nella produzione di energia solare.

progresso della tecnologia perovskite

Dopo essere stata identificata come materiale fotovoltaico nel 2008, la tecnologia delle perovskiti ha registrato un notevole aumento dell’efficienza, passando dal 3.8% a oltre il 25% nelle celle a giunzione singola. Le perovskiti come tecnologia a film sottile sono ora in fase di sviluppo nei laboratori di ricerca e da parte sia di startup che di produttori consolidati.

• Tandem PV
• Caelux
• Qcells
• First Solar

scommesse dei grandi nomi sulle perovskiti

I produttori affermati negli Stati Uniti stanno avanzando rapidamente nello sviluppo delle perovskiti. Nel dicembre 2024, Qcells ha annunciato un record mondiale con un’efficienza cellulare del 28.6% per una cella tandem c-Si-perovskite su wafer formato M10. Nel 2023, First Solar ha acquisito Evolar trasformando le strutture svedesi nel suo hub europeo R&D.

sfide nella caratterizzazione delle perovskiti

L’accuratezza nella caratterizzazione e la durabilità a lungo termine si rivelano sfide critiche nella commercializzazione della tecnologia solare a base di perovskite. La misurazione delle prestazioni è complicata dalla risposta differente rispetto alle celle convenzionali in silicio cristallino.

stabilità delle perovskiti: una barriera significativa

L’assessment della stabilità delle celle solari in perovskite si concentra attualmente su test accelerati sotto luce e alte temperature. Il National Renewable Energy Laboratory (NREL) sta guidando gli sforzi in questo ambito insieme ai Sandia National Laboratories tramite il programma PACT.

• Peter Pasmans – Business Developer Perovskite Markets presso Eternal Sun
• Jake Veloza – Responsabile vendite Eternal Sun negli Stati Uniti

I risultati variano ancora ma ci sono stati progressi significativi nell’estensione della vita utile dei moduli in perovskite grazie ai miglioramenti nelle tecniche di incapsulamento e alla stabilità intrinseca dei materiali stessi.