Page 40 - Prodotti emblematici della Ricerca di Sistema

#fotovoltaicoAConcentrazione
#multigiunzione

Low cost CPV CONTESTO

Materiali La tecnologia fotovoltaica a concentrazione (CPV), nonostante le sue
potenzialità di rendimenti più elevati e di impatto ambientale più basso rispetto
innovativi alle altre tecnologie fotovoltaiche, ha bisogno ancora di essere sviluppata per
per celle raggiungere la competitività economica e, quindi, per essere in grado di
superare le barriere tecnologiche che ancora ne limitano la piena penetrazione
fotovoltaiche a nel mercato energetico.
Lo sviluppo di soluzioni innovative per la realizzazione di celle CPV a più basso
multi-giunzione costo, condotte nel progetto “Fotovoltaico a concentrazione solare”, consentono
di coniugare l’alta efficienza del dispositivo CPV con un suo costo adeguato.
ad alta A questo scopo, le attività di RSE nel quadriennio 2015-2018 hanno riguardato lo
efficienza studio del nuovo materiale ternario SiGeSn e l’individuazione di processi
realizzativi più economici per le celle CPV a multi-giunzione miniaturizzate ad
alta concentrazione (da 500 a 1000 soli). Inoltre, sono stati accelerati gli sforzi
di ricerca verso lo sviluppo del dispositivo a quattro giunzioni (4J), più
determinante negli scenari di posizionamento prestazionale/economico della
tecnologia CPV del dispositivo a tripla giunzione (3J) di cui si intendeva
inizialmente incrementare il valore di efficienza (dal 36,5% a circa il 40%). RSE
ha comunque mantenuto il suo programma di ricerca per conseguire l’obbiettivo
di incremento di efficienza della cella CPV sia a tripla che a quadrupla
giunzione, perseguendo l’aumento del fattore di concentrazione da 500 a 1000
soli, l’aumento dell’energy gap della sotto-cella InGaP da 1.82 a 1.89 eV e lo
sviluppo di coating nanostrutturati.

PRODOTTO

La cella fotovoltaica a concentrazione solare (CPV) a multi-giunzione ad alta
efficienza, è stata realizzata in seguito allo sviluppo e alla realizzazione
di soluzioni tecnologiche innovative in tutte le fasi di costruzione della cella.
In particolare, si è proceduto:

p all’utilizzo di nuovi materiali e processi per la realizzazione di celle CPV
monolitiche a 4 giunzioni a basso costo (ottenibili integrando
il ternario SiGeSn con i composti III-V) dotate di rivestimenti antiriflettenti
nano-strutturati;
p allo sviluppo sperimentale di tecniche innovative a costo contenuto,
per la crescita monolitica di celle CPV a 4 giunzioni superando la sfida
di utilizzare nella stessa camera di crescita (MOCVD) i composti del gruppo
IV (SiGeSn) insieme a composti III-V (GaAs, InGaP);
p allo sviluppo di sistemi diagnostici e di caratterizzazione adeguati alle nuove
Area tipologie di celle.
Generazione di energia
elettrica con basse Queste attività hanno consentito a RSE di sviluppare e sperimentare
emissioni di carbonio (anche in collaborazione con i principali Centri di ricerca europei) nuovi metodi
di realizzazione delle celle 4J (applicabili anche a celle 3J) che risultano
Progetto consistentemente meno costosi di quelli che erano stati utilizzati
Solare fotovoltaico per il raggiungimento dei record di efficienza, e che proprio per l’elevato costo
a concentrazione non sono stati più impiegati.