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rapporti - Rapporto di Sintesi

Progetto “Solare fotovoltaico a concentrazione” – Attività 2016

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Progetto “Solare fotovoltaico a concentrazione” – Attività 2016

Il rapporto descrive le attività per la crescita di cella a multigiunzione con metodi innovativi e a costo contenuto, la realizzazione di strati di SiGeSn con MOCVD e l’ottimizzazione di processi post-crescita di celle MJ compatte ad elevata concentrazione e di rivestimenti antiriflettenti. Sono illustrati l’ottimizzazione di un modulo CPV compatto e la validazione dell’algoritmo di MPPT innovativo per inverter e del il sensore di puntamento solare. E’ infine presentato ilpotenziamento del database Helios della radiazione solare diretta in vari siti nazionali.

Il presente rapporto descrive sinteticamente le attività di ricerca svolte nel 2016 nell’ambito del Progetto triennale “Solare fotovoltaico a concentrazione” (2015-2017).

Il Progetto ha l’obbiettivo di contribuire alla riduzione dei costi della tecnologia fotovoltaica a concentrazione (CPV) allo scopo di renderla più competitiva con le altre fonti energetiche, superando le barriere tecnologiche che ancora ne limitano la piena penetrazione nel mercato.

La ricerca di RSE si propone di sviluppare e realizzare soluzioni tecnologiche innovative in tutte le fasi della filiera tecnologica partendo dalla crescita di celle solari a multi-giunzione e dall’ottimizzazione dei relativi processi di post-crescita necessari per realizzare il dispositivo completo, passando per i moduli fotovoltaici per arrivare ad alcune importanti problematiche presenti nei sistemi CPV finora realizzati.

Tali soluzioni tecnologiche intendono di contribuire, anche nell’ambito di collaborazioni con Istituti di ricerca e Operatori nazionali e internazionali, all’incremento dell’efficienza dei sistemi CPV, migliorandone l’affidabilità e, quindi, diminuendone i costi di realizzazione e di manutenzione.

Nel corso del 2016 è proseguito lo sviluppo e l’ottimizzazione del processo produttivo per la crescita della sotto-cella “top” di una cella a tripla giunzione (con InGaP cresciuto a bassa temperatura o con crescita di InGaAsP) anche integrabile in una cella a quadrupla giunzione. Sono state effettuate le prime realizzazioni di strati di SiGeSn adattati reticolarmene al GaAs, mediante innovativi processi depostivi che hanno richiesto modifiche nel MOCVD per la crescita nella stessa camera di elementi fra loro “contaminanti”. Si è anche proceduto alla messa a punto di processi post-crescita di celle MJ di dimensioni ridotte (2,4×2,4 mm2) ad elevata concentrazione (fino a 1000X) e di sviluppo di rivestimenti antiriflettenti. E’ proseguito contemporaneamente lo sviluppo e la caratterizzazione di un prototipo di modulo fotovoltaico a concentrazione compatto a elevate prestazioni e sono stati validati l’algoritmo di MPPT innovativo per inverter connessi a sistemi CPV e il sensore di puntamento solare a basso costo integrato nel modulo CPV.

E’ stato infine effettuato l’aggiornamento periodico del database Helios della radiazione solare diretta e dell’irradianza spettrale in vari siti nazionali, in collaborazione con i membri di un apposito Consorzio, ed è stata sviluppata una procedura per la calibrazione dei dati spettrali misurati.

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