Sulla scia delle iniziative di ricerca volte a migliorare la produzione di energia elettrica da solare fotovoltaico, una buona notizia arriva da un gruppo dell'Istituto dei materiali per l'elettronica e il magnetismo del Consiglio nazionale delle ricerche di Parma (Imem-Parma).

Dopo tre anni di lavoro è stato messo a punto e realizzato un processo di produzione di celle solari a film sottile a elevata efficienza, non inquinante, che funziona a una temperatura ben al disotto di quella comunemente impiegata in tecniche industriali simili e collaudate.

Le ricerche sul solare fotovoltaico per convertire al meglio energia solare in energia elettrica, sono tra le più affascinanti perché si addentrano nelle proprietà intime della materia e dei suoi componenti, mirano a realizzare celle sempre meno costose, più efficienti, più flessibili, perché solo così questa tipologia potrà diventare, se non competitiva, almeno fortemente attraente. Perché? Perché di energia solare ce n'è tanta, perché il procedimento per la sua conversione in energia elettrica immediatamente utilizzabile ha impatto ambientale molto basso, in una parola perché si tratta di energia pulita. Tuttavia ha il difetto di essere intermittente e di fornire energia utilizzabile per un numero di ore-anno che è meno di un terzo di quella ricavabile dalle fonti tradizionali.

A questo si aggiunge un altro problema, dal momento che l'efficienza delle celle attualmente in commercio (rapporto tra l'energia elettrica prodotta e l'energia solare incidente) viene stimata mediamente intorno al 12%; se quindi si riuscisse ad aumentare questo valore e contemporaneamente a rendere il processo di sviluppo industriale meno costoso e poco inquinante avremmo raggiunto un importante obiettivo. Ed è esattamente quello che hanno fatto i ricercatori di Parma.

«Il materiale policristallino impiegato per realizzare i film sottili, noto con l'acronimo di Cigs (lega di rame, indio, gallio e selenio) è ideale per applicazioni fotovoltaiche soprattutto perché assorbe la luce in modo molto efficiente – spiega Massimo Mazzer dell'Imem-Cnr –. È però complesso da sintetizzare sotto forma di film sottile mantenendo le necessarie caratteristiche di composizione chimica e di struttura cristallina, e la produzione su scala industriale non è finora decollata a causa degli alti costi». Con un lavoro di tre anni finanziato dal ministero dello Sviluppo il gruppo parmense è riuscito a inventare un nuovo procedimento che consente di depositare il film sottile sul supporto (una superficie di 16x16 cm) a una temperatura di 270 gradi centigradi, oltre 200 gradi inferiore a quella oggi dichiarata da altri centri di ricerca. Non solo, ma al contrario delle tecniche industriali attualmente in uso, la preparazione della lega evita di passare attraverso trattamenti di arricchimento del selenio che sono inquinanti e anche in parte tossici. La novità sta nel vaporizzare con un'opportuna macchina e a un'unica temperatura la lega metallica e depositarla sotto forma di plasma, cioè di gas caldo, sul supporto che verrà poi impiegato, per esempio, nell'edilizia. Con questo sistema si riesce a rendere utile oltre il 90% del materiale evaporato con scarti minimi rispetto ad altre tecniche. Secondo stime attendibili, con questo procedimento si prevede una riduzione del 50% dei costi non legati al materiale. L'obiettivo è arrivare a 700 euro per kilowatt istallato contro i 1.500 di oggi.

Nel nuovo piano di strategia energetica nazionale (Sen), attualmente in bozza presso il Ministero competente, e che fa riferimento alle direttive europee, l'accento sulle rinnovabili e sul fotovoltaico è molto marcato. Entro il 2030 è prevista una riduzione dei costi delle rinnovabili del 50%, soprattutto per il fotovoltaico; entro il 2020 i consumi finali di elettricità da fonti rinnovabili dovrebbero raggiungere il 38% del totale elettrico. Nel documento si parla anche di una disponibilità di incentivi di 3,5 miliardi di euro l'anno fino al 2020, ma con una riduzione progressiva fino a un totale esaurimento per evitare di gravare eccessivamente, come è avvenuto finora, sulla bolletta elettrica, e per rendere veramente competitiva questa fonte energetica. Il fotovoltaico in particolare ha subito un netto ridimensionamento dei costi e la sua implementazione sul territorio è decisamente meno invasiva degli impianti eolici.

Lasciando alla Cina la produzione di componenti fotovoltaici standardizzati, il nostro Paese deve continuare a concentrare l'attività nella ricerca di frontiera non limitandosi però ai soli processi innovativi, ma estendendo lo sviluppo fino alla realizzazione di elementi strutturali funzionalizzati come infissi e tegole, pronti per essere inseriti direttamente in componenti per l'edilizia.

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