Nuovi sistemi fotovoltaici a film sottile senza elementi rari

di Ugo Bardi

Questa strana roba, da un articolo di Todorov, Reuter e Mitzi, potrebbe essere una rivoluzione nel campo dell’energia fotovoltaica.

Ogni volta che si parla di fotovoltaico, vengono sempre fuori i soliti problemi: uno e che se è a base di silicio è costoso produrre materiali di purezza sufficienze. Allora, va bene il film sottile che richiede meno materiali e non così puri. Però, ci sono altri problemi. Il silicio a film sottile ha i suoi, in particolare ha problemi di stabilità nel tempo. Per quanto riguarda i due sistemi a film sottili non basati sul silicio sul mercato al giorno d’oggi, tellururo di cadmio (CdTe) e Seleniuro di indio, gallio e rame (CIGS); hanno ancora problemi diversi. Uno è che  contengono entrambi elementi rari nella crosta terrestre; tellurio, gallio e indio. Per ora non ci sono grossi problemi di disponibilità, ma se questi sistemi dovessero diffondersi su scale veramente grandi, allora trovare sufficienti risorse minerali potrebbe farsi difficile.

Ci vorrebbe qualcosa che utilizzasse soltanto materiali comuni, a basso costo, e che non inquinano. Più facile a dirsi che a farsi: ci sono tante possibilità, per esempio celle basate su materiali organici, ma nessuna che funzioni con efficienze sufficienti per poter pensare di utilizzarle su larga scala.

Bene – potremmo essere vicini a risolvere il problema. L’IBM sta lavorando su un sistema a film sottile basato soltanto su elementi comuni e abbondanti. E chiamato CTZSS, che sta per le iniziali degli elementi della cella (rame, stagno, zinco, zolfo e selenio, in inglese copper, tin, zinc, sulfur and selenium). L’architettura della cella somiglia molto a quella del CIGS, ma si usano questi seleniuri/solfuri che non contengono elementi rari come il gallio e l’indio.

L’anno scorso l’IBM ha annunciato che una di queste celle ha raggiunto un’efficienza di conversione del 9.6%. Un valore del genere è già sufficiente per un sistema commerciale. Certo, questo è un valore di laboratorio, ma il fatto che IBM abbia intenzioni serie su questa roba è dimostrato anche dal fatto che hanno messo insieme un sistema di produzione a basso costo basato su semplici soluzioni liquide, ovvero evitando cose complicate e difficili come la deposizione sotto vuoto. E’ c’è già chi sta lavorando per la commercializzazione (Crystalsol).

Siamo di fronte a una rivoluzione nell’energia fotovoltaica? Beh, ancora bisogna andarci con attenzione. Le premesse ci sono, ma la tecnologia avanza con un suo passo. Non si passa in tempi brevi da invenzioni fatte in cantina alla commercializzazione. Comunque, l’idea è seria e nel futuro è probabile che vedremo queste celle conquistarsi una quota di mercato.

Articolo originale di Todorov, Reuter e Mitzi

1 comment so far ↓

#1 clicca qui on 01.20.11 at 19:02

Importanti queste innovazioni in campo fotovoltaico anche perchè per far fronte alla disponibilità di energia elettrica di un’abitazione non basta un solo pannello solare, che se non erro produce circa 1Kw di energia contro i 3Kw di cui necessita un abitazione.