Focus Innovazioni

21.02.2022

Bassi costi, alta efficienza ed estetica all’avanguardia: arrivano i moduli solari con effetto marmo

Grazie ad un particolare metodo di stampa, un team di ricercatori del KIT Energy Center ha sviluppato dei moduli solari in perovskite colorati e con effetto marmo integrabili nelle facciate degli edifici

Il costante aumento della domanda di energia rinnovabile, proveniente soprattutto dalle regioni con popolazione ad alta intensità, ha portato a una forte crescita del mercato del fotovoltaico integrato, il quale ha messo al centro delle ricerche e degli sviluppi tecnologici anche il fattore legato all’estetica dei moduli solari.

Secondo il KIT Energy Center, uno dei più grandi centri di ricerca energetica in Europa, che si occupa di ricerca, insegnamento e innovazione per la transizione energetica e la ristrutturazione del sistema energetico in Germania, la mancanza di estetica di questi sistemi potrebbe essere la causa della ridotta quota di impianti solari fotovoltaici integrati nel Baden-Württemberg (una regione della Germania sud-occidentale).

I ricercatori del KIT, in collaborazione con SUNOVATION, produttore leader di moduli solari in vetro con grande esperienza nella realizzazione di impianti fotovoltaici integrati, hanno sviluppato delle celle solari in perovskite “colorate” che possono essere integrato a lungo termine nelle facciate o nei tetti degli edifici, imitando l'aspetto dei più diffusi materiali da costruzione.

Le varie sperimentazioni sulle celle solari in perovskite stanno dimostrando ottimi risultati in termini di efficienza, che nei laboratori supera il 25%; il problema di questa tecnologia è ancora su piccola scala, e questo ostacola il suo ingresso nel mercato. Un peccato, perché la tecnologia delle celle solari in perovskite, se opportunamente implementata, potrebbe essere integrata in massa in parti dell'edificio che sono ancora inutilizzate, come le facciate.

I grandi vantaggi delle celle solari in perovskite sono indubbiamente i bassi costi e l’alta efficienza, ma se questi moduli vengono integrati negli edifici, anche l’estetica inizia ad avere un ruolo centrale nello sviluppo tecnologico.

Ecco perché i ricercatori del KIT hanno elaborato un metodo di stampa a getto d’inchiostro, economico e adatto alle grandi aree, che permette di dare ai moduli solari in perovskite per i sistemi di fotovoltaico integrato una colorazione vivida, personalizzabile e invariante.

Normalmente, quando si producono le celle solari in perovskite, l’impressione cromatica che l’osservatore ha del modulo nel suo complesso, dipende fortemente dall’angolo di incidenza della luce solare, ma il nuovo metodo sviluppato ha cambiato le carte del gioco.

Facendo una serie di esperimenti su larga scala, i ricercatori del KIT sono stati in grado di dimostrare che questo metodo, che all’inizio era stato sviluppato per i moduli solari in silicio, può essere utilizzato in modo efficiente anche con i moduli solari in perovskite.

Grazie alla tecnica di stampa a getto d'inchiostro, si possono miscelare diversi colori per le celle solari, poiché oltre ai colori di base (ciano, magenta e giallo) può essere realizzata anche la stampa di modelli di colore complessi. I ricercatori hanno utilizzato questo sistema per produrre moduli solari che assomigliano a diversi materiali da costruzione, per migliorare ulteriormente l’impatto estetico, come ad esempio i moduli solari in perovskite con effetto marmo bianco, che si sono rivelati particolarmente efficienti, raggiungendo efficienze fino al 14%.

È evidente che questo metodo di stampa incide nell’efficienza delle celle solari in perovskite, che ultimamente ha superato il 25%, ma, come sostiene il coordinatore del progetto del KIT Helge Eggers, lo scopo del fotovoltaico integrato non è installare impianti fotovoltaici sui tetti o sulle facciate degli edifici, ma sostituirli con moduli integrati, ed evitare così costi aggiuntivi. “Per il fotovoltaico integrato negli edifici vale quanto segue: una cella solare integrata a bassa efficienza è meglio di una parete che non fornisce elettricità”.