Una nuova ricerca sull'energia solare dell'Arizona State University dimostra che a base di silicio, moduli fotovoltaici tandem, che convertono la luce solare in elettricità con maggiore efficienza rispetto ai moduli attuali, diventerà sempre più attraente negli Stati Uniti

Un documento che esplora i costi rispetto alla maggiore efficienza di una nuova tecnologia solare, intitolato "Viabilità tecnico-economica di prodotti a base di silicio, moduli fotovoltaici tandem negli Stati Uniti, " appare in Energia della natura questa settimana. Il documento è scritto da ASU Fulton Schools of Engineering, Professore assistente di ricerca Zhengshan J. Yu, Studente laureato Joe V. Carpenter e assistente professore Zachary Holman.

L'iniziativa SunShot del Dipartimento dell'Energia è stata lanciata nel 2011 con l'obiettivo di rendere i costi solari competitivi rispetto alle fonti di energia convenzionali entro il 2020. Il programma ha raggiunto l'obiettivo di $ 0,06 per chilowattora tre anni prima e un nuovo obiettivo di $ 0,03 per chilowattora entro il 2030 è stato fissato. Aumentare l'efficienza dei moduli fotovoltaici è un modo per ridurre il costo dell'elettricità solare verso questo nuovo obiettivo. Se raggiunto, l'obiettivo è di triplicare la quantità di solare installata negli Stati Uniti nel 2030 rispetto allo scenario normale.

Ma secondo Holman, "la tecnologia dominante esistente, il silicio, è oltre il 90% della strada per il suo limite di efficienza teorica, " far precipitare la necessità di esplorare nuove tecnologie. Tecnologie più efficienti saranno senza dubbio più costose, però, che ha spinto Holman e co-autori a chiedere, "un raddoppio dell'efficienza del modulo garantisce un raddoppio dei costi?"

I moduli tandem impilano due, materiali fotovoltaici complementari, ad esempio una cella solare in perovskite sopra una cella solare in silicio, per utilizzare al meglio l'intero spettro di colori emesso dal sole e superare l'efficienza di ciascuna cella solare costituente da sola. Lo studio è stato progettato per determinare quanto più costosi possono essere i moduli fotovoltaici tandem ad alta efficienza e ancora competere nel mercato solare in evoluzione.

I risultati indicano che nel mercato solare residenziale statunitense previsto per il 2020, I moduli tandem previsti con un'efficienza del 32% possono costare più di tre volte rispetto ai moduli in silicio con un'efficienza del 22% prevista e continuare a produrre elettricità allo stesso costo. Questo premio, però, è uno scenario ottimale che presuppone la resa energetica, tasso di degradazione, la durata e le condizioni di finanziamento dei moduli tandem sono simili a quelle dei soli moduli in silicio. Lo studio riconosce inoltre che i valori del premio di costo varieranno a seconda della regione.

"Il nostro studio precedente definisce il panorama tecnologico dei tandem; questo studio dipinge il panorama economico per queste future tecnologie solari che solo ora vengono create nei laboratori. Dice ai ricercatori quanti soldi possono spendere per realizzare i miglioramenti di efficienza attesi da tandem, "dice Yu.