Tecnologie innovative: celle a film sottile

La promettente tecnologia delle celle a film sottile e a multi giunzione consente una maggiore stabilità delle prestazioni e non risente dell’usura provocata dall’esposizione alla luce solare.

Nella tecnologia del film sottile lo spessore del materiale attivo
è assai ridotto (1 micron). Queste celle utilizzano silicio
amorfo (Si-A) o semiconduttori come il diseleniuro di rame ed indio
(CIS). Al contrario delle celle in Si-A quelle CIS mostrano
stabilità di prestazioni senza degrado dovuto
all’esposizione alla luce solare; sono però sensibili a
caldo e umidità.

Un aspetto negativo è legato alla pericolosità
nell’uso del selenio, anche se presente in quantità ridotte.
Un altro materiale utilizzato è il telluriuro di cadmio
(CdTe). La tecnologia è promettente, anche se deve risolvere
il problema dell’impiego del cadmio, stabile se legato al Tellurio,
ma non in forma gassosa nel processo di produzione.

In generale le efficienze di conversione del film sottile
raggiungono il 12% in applicazioni commerciali. Un’ulteriore
evoluzione è data da celle a giunzione multipla, capaci di
sfruttare maggiormente lo spettro solare. Sono realizzate mediante
la sovrapposizione di più film sottili in materiali con
differenti Energy Gap. In pratica vengono aggiunte ulteriori
giunzioni, trattate in maniera differente, aumentando la porzione
di spettro solare convertibile in energia. Le più diffuse
sono le celle a doppia (tandem) o tripla giunzione. La cella a
più elevata energia di soglia funziona da strato superiore e
viene investita direttamente dal sole. La porzione di radiazione
non assorbita raggiunge le successive che la sfruttano a loro volta
per la conversione fotovoltaica. Vengono usate leghe di carbonio o
germanio a base di Si-A per aumentare o ridurre il valore di Energy
gap. Ogni strato converte in elettricità un particolare
intervallo di lunghezza d’onda della radiazione solare, con
rendimenti 4/5 volte superiori alle normali celle al silicio
cristallino.

Ad oggi il film sottile rappresenta il 10% del FV installato a
livello mondiale anche se a dominare il mercato sono ancora i
pannelli tradizionali, monocristallini (42%) e policristallini
(45%).

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