Il solare alla perovskite diventa commerciale poiché i guadagni di rendimento si allineano con le forze di mercato

2 febbraio – Una rapida espansione della capacità solare nei prossimi anni aiuterà a lanciare tecnologie solari commerciali a base di perovskite.

Gli Stati Uniti e l’Europa stanno espandendo la capacità di produzione solare per raggiungere ambiziosi obiettivi di energia rinnovabile e rafforzare la sicurezza energetica. Il sostegno finanziario nell’Inflation Reduction Act degli Stati Uniti e un nuovo pacchetto di misure promesse dall’Unione Europea il mese scorso dovrebbero aiutare gli sviluppatori di perovskite a passare da fabbriche pilota a fabbriche su scala commerciale.

GRAFICO: Previsione delle installazioni solari annuali nell'Unione Europea

La fornitura globale di moduli è attualmente dominata dalla consolidata tecnologia dei wafer di silicio monocristallino, ma le prestazioni delle celle a base di silicio si stanno avvicinando al limite teorico e le tecnologie della perovskite sono rapidamente migliorate.

I materiali di perovskite hanno una struttura cristallina e offrono forti proprietà di assorbimento della luce e carica elettrica. Poiché gli sviluppatori solari cercano maggiori efficienze e minori costi energetici, le celle tandem che combinano silicio e perovskite sono ampiamente considerate il passo successivo.

Le celle tandem combinano una cella solare particolarmente efficiente nella parte infrarossa dello spettro solare con un'altra ottimizzata nella gamma del blu e degli ultravioletti (UV). Il limite di conversione teorico per le celle di silicio è di circa il 29% e le celle tandem silicio-perovskite potrebbero aumentarlo fino al 43%.

Oxford PV prevede quest'anno il lancio commerciale della sua cella tandem in perovskite su silicio, prevedendo un'efficienza di conversione del 27% e una resa energetica del 24%, rispetto a una resa di circa il 20%-22% per la maggior parte dei pannelli in silicio attualmente sul mercato.

L’azienda prevede di espandere la sua fabbrica pilota vicino a Berlino, in Germania, e di aumentare la produzione fino a 10 GW entro la fine del decennio.

In Francia, l’istituto solare IPVF ha collaborato con il produttore francese Voltec Solar per costruire una fabbrica di pannelli solari che produrrà celle Tandem 4T Perovskite/Silicio. I partner mirano ad avviare la produzione nel 2025 e ad aumentare la capacità fino a 5 GW entro il 2030.

Il progetto mira a ridurre il costo dell'energia del 15% rispetto agli attuali pannelli in silicio, ha detto a Reuters Events Gregory Marque, direttore dei programmi IPVF. L'istituto prevede un rendimento energetico del 30%, nonché un consumo energetico e un fabbisogno di materiali inferiori.

"La tecnologia tandem sarà la tecnologia fotovoltaica dominante nel prossimo decennio", ha dichiarato Lucas Weiss, CEO di Voltec Solar. "È probabile che cambi il panorama competitivo."

Costi inferiori

I principali vantaggi derivanti dall’incorporazione della tecnologia della perovskite sono rendimenti energetici più elevati, maggiore trasportabilità e una minore impronta di carbonio, affermano i produttori.

Maggiori efficienze delle celle aumentano la potenza nominale dei moduli, diminuendo il numero di moduli richiesti per la stessa capacità dell'impianto e riducendo i costi di installazione e di bilancio del sistema.

Gli strati di perovskite sono anche molto più sottili di quelli in silicio e utilizzano circa 100 volte meno materiali, ha affermato Marque.

Inoltre, il materiale può essere lavorato a una temperatura più bassa e allo stato liquido, consentendo "risparmi energetici ed emissioni nonché un rivestimento più semplice delle superfici", secondo Shankar G. Sridhara, Chief Technology Officer presso il produttore di pannelli REC Group.

I concetti di perovskite si tradurranno in pannelli più flessibili e leggeri che potranno essere installati più facilmente su tetti e altri servizi, ha affermato.

La Germania è il più grande mercato solare d’Europa e il governo ha identificato l’energia solare sui tetti come un segmento chiave di crescita nel suo tentativo di quadruplicare la capacità solare entro il 2030. Nel frattempo, il piano RePowerEU dell’UE, approvato provvisoriamente dai legislatori a dicembre, richiede che tutte le nuove costruzioni residenziali, pubbliche e commerciali edifici di una certa dimensione per installare pannelli solari sul tetto. Gli sviluppatori di parchi solari più grandi stanno anche cercando siti alternativi come le miniere dismesse, dove i servizi disomogenei possono rivelarsi impegnativi.

C’è ancora molto lavoro da fare per risolvere i problemi di degrado, ha osservato Sridhara.

La durata dei componenti influisce sull'economia del progetto e il degrado della perovskite è causato da umidità, ossigeno, irradiazione UV e alte temperature.