Record mondiale di efficienza nelle celle FV

L'efficienza di conversione nelle celle fotovoltaiche, il 14 agosto 2008, è arrivata al record mondiale di 40,8%; il precedente era di 40,7%.
Passare da 40,7 al 40, 8% non è un granché; in realtà il piccolo miglioramento di 0,1% nasconde una sorpresa da una parte e, forse, un trucchetto dall'altra.
 
L’inventore della cella Mark Wanlass, e il tecnologo John Geisz che col suo team, hanno perfezionato il processo (IMM technology), facendo nascere una nuova classe di celle fotovoltaiche in cui:
  • gli spessori della cella sono ridotti (15 volte minori rispetto ad una cella a tripla giunzione)
  • le celle sono più leggere e flessibili
  • si raggiungono prestazioni più elevate
  • la progettazione è facilitata
  • i costi di gestione e acquisto sono più bassi.
Le nuove celle sono a tripla giunzione e sono denominate GaInP/GaInAs/ GaxIn1−xAs-GayIn1−yP, dove gli strati sono dei fosfuri e arseniuri di Gallio e Indio.
Il processo produttivo è stato denominato IMM (Inverted Metamorphic Multi-juntions) o Multigiunzione Metamorfica Invertito. La cella che conseguito il record divide lo spettro solare in tre parti uguali che poi sono assorbite dalle tre giunzioni alla loro massima efficienza di conversione.
 
La nuova cella e la relativa tecnologia produttiva hanno già ottenuto un riconoscimento dalla rivista R&D Magazine come una delle 100 più innovative scoperte del 2008.
 
Il record è stato rilevato dal laboratorio nazionale americano del dipartimento dell’energia americano (NREL), nell’ambito di un progetto che ha coinvolto anche Il laboratorio di ricerca dell’aeronautica americana (AFRL).
 
La cella è stata testata in un sistema con concentrazione solare pari a 386 soli (cioè pari a 386 volte la radiazione che disponibile che arriva sulla superficie della terra). I ricercatori prevedono di ottenere un’efficienza di conversione da 42% a 45% con i sistemi a concentrazione a terra (500x-1500x) e 33% nello spazio.
Il trucchetto che ha fatto aumentare progressivamene il rendimento di conversione è in parte dovuto all'aumento della concentrazione della radiazione solare durante le prove. In tutte le comunicazioni e articoli scientifici precedenti (e nelle news del NREL) si notano che i rendimenti sono stati rilevati progressivamente a concentrazioni maggiori. Il record dichiarato il 14 agosto è stato rilevato a 386x mentre quello precedente dichiarato nel luglio del 2007 è stato rilevato a 240x.
  
In ogni caso il mercato della cella è già stato individuato: satelliti spaziali, stringhe di pannelli con concentrazione solare (sistemi CSP) in cui si impiegano lenti o specchi configurati in vari modi.
 
L’invenzione, infatti, come si legge in un’agenzia Reuters, ha già interessato la società Emcore (che già opera nella filiera solare con i sistemi CSP) che ne prevede la distribuzione commerciale per il 2009 con costi più bassi del 10-20% rispetto alle celle attuali nelle applicazioni spaziali e CSP.
 
Si sa che nella caccia ai record si usano spesso alcuni trucchetti. Ogni laboratorio di ricerca ha i suoi trucchetti, così come ogni squadra sportiva dispone di  "integratori"; nelle news di continui record sul FV ci sembra di aver scoperto i trucchetti usati dal NREL.
 
Un record è un record "credibile" se, e solo se, le condizioni al contorno sono omogenee e confrontabili con i record precedenti. Questa osservazione non toglie niente ai grandi meriti che il NREL ha nel rendere la conversione del solare in elettricità sempre più vantaggiosa. 
 
Fonti: REUTERS, NREL, EMCORE,
 
G.Padovan

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