Fotovoltaico a film sottile

Cosa è il film sottile?

Quando si parla di fotovoltaico capita spesso di sentire nomi di tecnologie moderne che promettono tutte di rivoluzionare il mercato. Spesso sono prodotti davvero interessanti, pur perseguendo obiettivi radicalmente diversi. Fra queste tecnologie ha una rilevanza di primo piano il film sottile.

L’idea di base è quella di ridurre il più possibile lo strato di silicio (in alcuni sostituendo il silicio con un’altra sostanza) che viene posto sopra il pannello. Il motivo? Ridurre la quantità di silicio, che nelle forme pure che occorrono nel fotovoltaico tradizionale è piuttosto caro.

In media, il risultato è una tecnologia più flessibile, adattabile anche a sistemi più leggeri del pannello (pannello flessibile, ecc.), ma soprattutto si ottengono costi di produzione e un prezzo finale estremamente concorrenziali.

L’efficienza energetica del sistema ne risente e tanto: non è strano trovare sistemi a film sottile che arrancano sotto il 10% di efficienza. Come abbiamo però sottolineato nella nostra guida al fotovoltaico, però, queste tecnologie tendono a ottimizzare non tanto la trasformazione in energia elettrica dei fotoni, quanto a ridurre il rapporto costo impianto/energia prodotta. In questo senso, se i sistemi tradizionali cercano di solito di aumentare il divisore, il film sottile tende a ridurre i costi, quindi nel rapporto il dividendo.

In pratica, si tratta di ottenere un sistema efficiente economicamente, invece che soltanto energeticamente.

Come vedremo, comunque, esistono sistemi di fotovoltaico a film sottile che raggiungono risultati energeticamente invidiabili. È giusto quindi non fare di tutta l’erba un fascio.

Silicio amorfo

La forma più comune di fotovoltaico a film sottile è quella che utilizza una pellicola a base di silicio amorfo. Rispetto al tradizionale silicio cristallino svolge a causa della sua struttura molecolare un lavoro di minor qualità a causa della diversa struttura molecolare.

Ma, come detto ha notevoli vantaggi che si concentrano nell’estrema economicità della sua installazione. Intanto, questo silicio può essere concentrato tramite procedimenti relativamente semplici, inoltre la sua collocazione sui pannelli si svolge anche a temperature non troppo elevate: ne consegue la possibilità di installarlo anche su materiali plastici e non solo su vetro.

L’unico vero difetto di tale tecnologia è il deterioramento progressivo della funzionalità: essa avviene molto più velocemente rispetto al fotovoltaico tradizionale a causa.

Caratteristiche economiche e di efficienza simili al silicio amorfo, l’hanno le tecnologie a solfuro di cadmio. In questo caso il sistema utilizzato per applicare il film ai pannelli è addirittura di tipo spray. All’alta economicità del tutto va però aggiunta la pericolosa tossicità del cadmio che genera problemi sia per lo smaltimento sia per il possibile impatto ambientale.

In generale, comunque le forme più diffuse di film sottile inseguono la flessibilità nell’utilizzo e una riduzione importante dei costi di produzione. Vedremo ora quali sono le eccezioni più importanti.

Tecnologie a film sottile performanti

In termini di efficienza energetica, la tecnologia a film sottile che offre i maggiori risultati è probabilmente quella a base di arsenurio di gallio. Ma oltre ad avere risultati sbalorditivi, ha anche un costo ugualmente altissimo. Per questo motivo il suo uso è attualmente limitato a scopi militari o, persino, di missioni spaziali (i pannelli solari delle sonde per l’esplorazione planetaria).

Vi sono però tecnologie interessanti che sono già entrate in produzione industriale e che possono essere ritrovate (o che lo saranno molto presto) anche tra le offerte domestiche più comuni del mercato:

• Telloruro di cadmio: l’efficienza fotovoltaica in sé è appena inferiore alla media delle tecnologie tradizionali, ma il complesso energetico risulta anche più efficiente grazie ad altre qualità del materiale, ad esempio, ha un bassissima capacità rifrattiva, assorbendo il 90% dei fotoni che lo colpiscono;
• Diseleniuro di indio rame: altra tecnologia estremamente flessibile nell’utilizzo, ha il pregio di funzionare a buona efficienza anche in situazioni solari non ottimali (nuvole, ombra, inclinazione). Se nel confronto con il silicio mono e poli cristallino perde in efficienza assoluta, nell’uso reale, ovvero in situazioni spesso non ottimali, ottiene risultati mediamente migliori. In Italia questa tecnologia è portata avanti dal gruppo Marcegaglia;
• CIGS, film composto da un insieme di rame, indio, gallio e selenio è una nuovissima tecnologia a film sottile che promette di grandi risultati per il futuro. Unisce tutte le positività del Diseleniuro di indio rame a un’efficienza fotovoltaica superiore. In altre parole, rispetto a tutti gli altri materiali permette una trasformazione di energia fotonica in elettricità maggiore. Oltre a ciò, il CIGS vanta un’economicità importante nella sua applicazione (viene stampato sotto forma di inchiostro sui moduli). Infine, degna di nota la proprietà di questo film sottile di non perdere in funzionalità nel tempo, ma anzi di migliorare le proprie prestazioni;

Conclusione

Detto tutto ciò è utile ricordare come in commercio vengano definiti “a film sottile” tutti questi sistemi. Come visto, però, si parla di tecnologie molto diverse e orientate anche a scopi leggermente diversi. Il consiglio, allora, è quello di non limitarsi mai alla mera definizione di “sottile”, ma se interessati all’acquisto di capire esattamente di quale tipo di sistema si stia parlando. Ricordando che, oltre alle tecnologie qui elencate, ne esistono delle altre e delle altre vengono inventate ogni giorno.