Il rapporto illustra attività e risultati della ricerca svolta nel progetto “Fotovoltaico a concentrazione”, che riguardano le principali fasi di questa tecnologia (CPV) comprendente aspetti inerenti allo sviluppo di celle a multi-giunzione, alla caratterizzazione in condizioni operative reali di prototipi di moduli, allo sviluppo di nuovi focalizzatori della radiazione solare e di coating innovativi antiriflettenti, alla sperimentazione di un nuovo algoritmo per l’ottimizzazione in esercizio dei sistemi CPV e alla raccolta e gestione di dati sulla radiazione solare diretta.

Partendo dall’analisi delle prospettive di sviluppo di questa tecnologia e del mercato a livello mondiale e nazionale, sono in seguito presentati i problemi e i risultati finora conseguiti per incrementare l’efficienza della cella a tripla giunzione, precedentemente sviluppata da RSE, che riguardano il miglioramento delle prestazioni della sua sotto-cella top, che necessita ancora di un ulteriore sforzo di ricerca per incrementarne l’efficienza, e la messa a punto di alcuni processi di post-crescita necessari per realizzare una cella a tripla giunzione miniaturizzata (area attiva di circa 4 mm2) in grado di operare con una concentrazione solare di circa 1000 soli. In particolare sono state progettate e realizzate nuove maschere, realizzate con scrittura al microscopio elettronico o con fotolitografia, per depositare la griglia frontale e il coating antiriflettente della cella miniaturizzata. Sono inoltre stati sviluppati alcuni coating innovativi prototipali di tipo nano-strutturato per aumentare l’assorbimento della radiazione solare nella cella, utilizzando un nuovo dispositivo appositamente progettato allo scopo.

Sono stati caratterizzati in condizioni operative reali alcuni moduli prototipali, precedentemente realizzati da RSE, che sono costituiti da una struttura metallica di contenimento, chiusa da un vetro di protezione, in cui sono alloggiati i focalizzatori ottici che concentrano la radiazione solare sulle celle a multi-giunzione montate sui rispettivi ricevitori e connesse elettricamente in stringhe. La caratterizzazione ha messo in luce problemi di affidabilità in esercizio di alcuni materiali. E’ stato progettato un nuovo focalizzatore compatto per i moduli, che ha un’elevata efficienza di raccolta (84%), opera con una concentrazione solare più elevata (da 840 a 900 soli) ed ha dimensioni inferiori alla metà di quelle del precedente.

E’ stato sviluppato e caratterizzato operativamente un algoritmo originale per la ricerca più efficiente e rapida del punto di lavoro di massima potenza di un sistema CPV, di cui è stato richiesto il deposito brevettuale, e si è ottimizzato e popolato il database di raccolta e gestione dei dati sulla radiazione solare forniti dai partner del Consorzio nazionale appositamente costituito allo scopo.