PhysicsWorld presenta una breve rassegna sui recenti avanzamenti registrati nel campo dei pannelli solari. Le tecnologie utilizzate attualmente sono basate sul silicio ed hanno costi relativamente elevati perché se si vuole raggiungere una efficienza elevata bisogna utilizzare silicio monocristallino. In ogni caso l’efficienza non può andare molto oltre il livello del 20% perché il silicio assorbe solo una parte della luce solare.

Da numerosi anni è stato proposto di costruire celle solari basate sulla perovskite (ossido misto di titanio e calcio, ma il nome caratterizza un’intera famiglia di cristalli di struttura simile che presentano una vasta gamma di caratteristiche chimico-fisiche). Purtroppo le perovskiti sono materiali potenzialmente instabili a causa dei processi superficiali che possono avvenire in presenza di umidità ad alta temperatura. Questo può influenzare le caratteristiche elettriche dei pannelli solari costruiti con perovskite, facendone crollare l’efficienza dopo poche centinaia di ore di funzionamento.

Recentemente diversi gruppi di ricerca hanno segnalato importanti avanzamenti nello sviluppo di celle solari che fanno uso di perovskite. In particolare sono stati individuati metodi che consentono di stabilizzare la superficie della perovskite grazie ad un adeguato trattamento superficiale.

Probabilmente ci vorrà ancora molto tempo prima che appaiano sul mercato pannelli solari a basso costo dove la perovskite sostituisca integralmente il silicio, ma – come al solito – i primi prodotti che diventeranno disponibili commercialmente saranno del tipo ibrido.

L’idea nasce dalla considerazione che silicio e perovskite hanno uno spettro di assorbimento della radiazione solare diverso e complementare. Combinando nello stesso pannello solare silicio e perovskite è possibile aumentare sensibilmente l’efficienza del pannello, superando il livello del 30% (in pratica, la produzione di energia elettrica aumenterà – a parità di area – del 50% rispetto a quanto si ottiene utilizzando i pannelli attualmente disponibili sul mercato).

La commercializzazione dei pannelli silicio/perovskite dovrebbe essere ormai imminente e, anche se i costi non saranno certamente più economici rispetto ai pannelli che utilizzano solo il silicio, il rapporto rendimento/costo sarà decisamente più vantaggioso. Non a caso nel suo progetto per una maxi-fabbrica di pannelli solari da installare a Catania (e per l’analogo impianto in fase di progettazione negli Stati Uniti) ENEL ha esplicitamente programmato di partire con la produzione di pannelli al silicio, sostituendoli nel giro di pochi anni con pannelli ibridi silicio-perovskite.

Questa nuova generazione di pannelli solari è destinata a dare un forte impulso alla produzione di energia fotovoltaica. A parità di area installata, sarà possibile aumentare di circa il 50% la potenza disponibile e – soprattutto – diventerà più conveniente installare pannelli solari anche sui tetti di abitazioni di dimensioni relativamente piccole dove – con gli attuali pannelli solari al silicio – non si riuscirebbe a generare una quantità sufficiente di energia elettrica.

Passo dopo passo, le tecnologie rinnovabili diventano sempre più efficaci e convenienti. Questo ci fa ben sperare per un futuro che sia sempre meno dipendente dalle energie fossili e sia più amico dell’ambiente e del clima.