Horizon2020: “CHEOPS”, il nuovo progetto sul fotovoltaico a perovskiti ibride

a cura della Redazione

L’Università degli Studi di Roma “Tor Vergata”, come partner di un consorzio internazionale costituito da otto Università e Centri di Ricerca e quattro imprese, ha dato da poco il via al Progetto Europeo CHEOPS, per lo sviluppo di nuovi tipi di celle fotovoltaiche. Le celle utilizzeranno come materiali assorbitori di luce le cosiddette perovskiti ibride organiche/inorganiche che permettono di avere alte efficienze e bassi costi di produzione. Il progetto è stato finanziato per 5 milioni di euro, ha una durata di 3 anni.

Fotovoltaico a perovskite

Con il temine fotovoltaico a perovskite ci si riferisce all’utilizzo di una nuova classe di materiali con una struttura cristallina speciale che rende possibile la fabbricazione di celle solari a basso costo e ad alta efficienza attraverso un processo di fabbricazione ottenuto utilizzando metodi di stampa convenzionali come serigrafia e aerografia. Fino ad ora la tecnologia fotovoltaica a perovskite è stata sviluppata su celle e moduli di piccole dimensioni che ne hanno limitato l’impiego e la stabilità nel tempo. Il progetto CHEOPS mira a superare questi limiti attraverso una serie di innovazioni che portino a una tecnologia matura pronta per una applicazione industriale. Più specificamente, il progetto prevede lo sviluppo di celle di grande dimensioni sia completamente in perovskite sia in configurazione tandem perovskite/silicio, valutando, allo stesso tempo, i potenziali rischi e benefici associati alla diffusione di questa nuovo fotovoltaico.

Moduli a grandi dimensioni e celle tandem
«É necessario rendere questa nuova tecnologia stabile e identificare i processi per la fabbricazione di moduli di larga area – afferma il prof. Aldo Di Carlo responsabile del progetto presso l’Università degli Studi di Roma “Tor Vergata”. Come Polo Solare abbiamo dimostrato per la prima volta che è possibile realizzare i moduli a perovskite su dimensioni di qualche cm² ma ora la sfida diventa ancora più avvincente: realizzare moduli con dimensioni di oltre 200 cm². Nel progetto faremo uso di un nuovo metodo di deposizione appena sviluppato nel nostro laboratorio, l’Air-jet assisted balde coating che, assieme alla collaborazione dei partner del progetto, ci permetterà di arrivare alle dimensioni volute». Della necessità di aumentare l’area delle celle è anche convito il coordinatore del progetto, il dott. Sylvain Nicolay del CSEM, «Per dimostrare che questa tecnologia è industrializzabile è necessario realizzare moduli stabili con una dimensioni almeno di 15cm x 15cm».

Oltre alla realizzazione di moduli di grandi dimensioni, i ricercatori che lavorano a CHEOPS sono anche impegnati nello sviluppo di celle tandem. Una cella tandem è l’opportuna combinazione di una cella di silicio cristallino con una cella in perovskite. «Con le celle tandem è possibile assorbire uno spettro di luce più ampio rispetto a una singola cella. Questo potrebbe portare ad un aumento dell’efficienza fino a un valore di circa il 30%», osserva il prof. Christophe Ballif, direttore del PV-center del EPFL (Svizzera) e partner del progetto.

I partner e gli obiettivi del progetto

Il progetto CHEOPS è co-finanziato dal programma europeo di ricerca e innovazione Horizon 2020. È partito ufficialmente nel febbraio 2016 e si concluderà nel mese di gennaio 2019. Coinvolge 12 partner industriali e accademici provenienti da sette paesi europei e ha un bilancio di 5 milioni di euro. I 12 partner uniranno le loro competenze, le conoscenze e le risorse per raggiungere gli obiettivi del progetto:

• l’eccellenza della ricerca è garantita da quattro rinomate Università (Università di
  Oxford, Università degli Studi di Roma “Tor Vergata”, École Polytechnique Fédérale de Lausanne attraverso il PV-Lab di Neuchâtel, e l’Università di Salford), quattro centri di ricerca (CSEM, Tyndall, INERIS, e Fraunhofer-IAP), e una PMI specializzata nella analisi del ciclo di vita dei dispositivi fotovoltaici e nella richiesta processi produttivi (SmartGreenScans).
• Il percorso di commercializzazione sarà sviluppato da due partner industriali (Oxford
  Photovoltaics Ltd. e Merck KGaA).
• la gestione della ricerca e la diffusione dei risultati del progetto sono assicurate da un’altra
  PMI (Accelopment AG).

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