Il fotovoltaico di terza generazione

Il fotovoltaico di terza generazione è l’ultimo ad essere comparso in ordine di tempo, non è diffuso su larga scala, ma si trova in una fase ancora sperimentale. L’obiettivo è quello di muoversi verso un tipo di fotovoltaico dalle alte rese energetiche e dai bassi costi, a differenza della prima generazione che aveva alti costi e basse rese energetiche, o della seconda, che ha bassi costi ma permane con basse rese. Come è possibile abbassare i costi? Innanzitutto, dobbiamo dire che gran parte del costo delle celle fotovoltaiche è imputabile al silicio di cui sono costituite, dunque una soluzione primaria sarebbe quella di individuare dei materiali alternativi che possano al contempo aumentare le rese ed abbassare i costi.

Uno dei materiali presi in considerazione in questo senso sono quelli della cosiddetta elettronica organica, che si compone di materiali plastici e dunque corredati da un doppio vantaggio: sono a basso costo e sono flessibili. Ecco che questa doppia caratteristica li renderebbe ideali per essere implementati ovunque ed essere integrati al massimo anche a livello architettonico. Il problema ancora da risolvere e quello di incrementare le rese.

Uno dei metodi studiati è quello di realizzare delle celle a pigmento, materiali che assorbono molto bene la luce e che possono essere pensati per costituire dei generatori di energia “usa e getta”, un po’ come delle pile, ma ad impatto ambientale molto più basso e riciclabili.

Un’altra alternativa è quella delle “celle di Graetzel”. Si tratta di celle formate da uno strato di colorante legato alla superficie di piccole particelle di biossido di titanio, il tutto depositato su di un vetro conduttore.

Un’altra strada percorribile è quella di sfruttare non solo l’energia solare, ma tutto lo spettro solare disponibile. Su questa possibilità sono orientati due metodi differenti. Il primo è il beam splitting, con cui si divide lo spettro nelle varie frequenze separandole con materiali differenti, attualmente però sembra produrre costi troppo elevati. Il secondo è il metodo delle celle multi-giunzione, con cui si sovrappongono più strati di film sottile di materiali diversi.

La tecnica del multi-giunzione sembra essere al momento quella in grado di garantire i risultati migliori dando anche modo di aumentare considerevolmente le rese quasi al livello delle celle fotovoltaiche classiche. Tuttavia l’obiettivo è migliorarle, dunque la ricerca nel campo del fotovoltaico di terza generazione è soltanto all’inizio.

Ci vorranno alcuni anni perché delle applicazioni pratiche possano essere portate sul mercato di vasta scala con dei risultati soddisfacenti.