Ilaria Rosella Pagliaro Yifeng Chen, assistente vice presidente della tecnologia presso Trina Solar, guida il team che sta stabilendo record mondiali di efficienza nei pannelli solari, rivoluzionando il settore fotovoltaico con innovazioni e tecnologie all'avanguardia
@canva
Quando Yifeng Chen era adolescente a Shantou, in Cina, nei primi anni 2000, vide un programma televisivo che lo lasciò senza parole. Lo show presentava pannelli solari sui tetti in Germania, spiegando come generassero elettricità per alimentare gli edifici e permettessero ai proprietari di vendere l’energia in eccesso alle compagnie elettriche, guadagnando così denaro.
Oggi, Chen è assistente vice presidente della tecnologia presso Trina Solar, una delle più grandi aziende di produzione di pannelli fotovoltaici al mondo, con sede a Changzhou, in Cina. Guida il gruppo di ricerca e sviluppo dell’azienda, che ha stabilito oltre due dozzine di record mondiali per l’efficienza e la produzione di energia solare.
I pannelli solari commerciali attualmente raggiungono tipicamente un’efficienza del 20%, riuscendo a convertire un quinto della luce solare catturata in elettricità. Il team di Chen sta cercando di aumentare questa efficienza, concentrandosi sull‘ottimizzazione dei design delle celle solari, in particolare utilizzando la tecnologia del passivated emitter and rear cell (PERC), lo standard industriale per i pannelli solari.
Inventato nel 1983, il PERC è oggi utilizzato in quasi il 90% dei pannelli solari sul mercato. Incorporano rivestimenti sulla parte anteriore e posteriore per catturare meglio la luce solare e ridurre la perdita di energia, sia in superficie sia durante il passaggio della luce attraverso la cella. Questi strati di passivazione, realizzati con materiali come nitruro di silicio, ossido di silicio e ossido di alluminio, mantengono separati gli elettroni liberi caricati negativamente e i fori di elettroni caricati positivamente, impedendo loro di combinarsi in superficie e sprecare energia.
Chen e il suo team hanno sviluppato diversi modi per aumentare le prestazioni dei pannelli PERC, raggiungendo un record di efficienza del 24,5% nel 2022. Una delle tecnologie è un rivestimento antiriflesso multistrato che aiuta i pannelli solari a catturare più luce. Hanno anche creato linee di metallizzazione estremamente fini per raccogliere e trasportare la corrente elettrica e aiutare a catturare più luce solare. Inoltre, hanno sviluppato un metodo avanzato per posare le strisce di metallo conduttivo che attraversano la cella solare, note come bus bar. Gli esperti prevedono che l’efficienza massima della tecnologia PERC sarà raggiunta presto, con un massimo del 25%.
La rivoluzione dei pannelli solari TOPCon
Negli ultimi anni, Chen e il suo gruppo hanno lavorato sulla tecnologia del contatto passivato con ossido tunnel (TOPCon). Una cella TOPCon utilizza uno strato sottile di materiale isolante “ossido di tunnel” – tipicamente ossido di silicio – applicato sulla superficie della cella solare. Simile agli strati di passivazione delle celle PERC, l’ossido tunnel impedisce agli elettroni liberi e ai fori di elettroni di combinarsi e sprecare energia.
Nel 2022, Trina ha creato un pannello di tipo TOPCon con un record di efficienza del 25,5% e di recente l’azienda ha annunciato di aver raggiunto un record di 740,6 watt per un modulo solare TOPCon prodotto in massa. Per ottenere queste prestazioni per i loro pannelli TOPCon, Chen e il suo team hanno ottimizzato i processi di produzione, inclusa la firing indotta dal laser, in cui un laser riscalda parte della cella solare e crea legami tra i contatti metallici e il wafer di silicio. Le connessioni risultanti sono più forti e meglio allineate, migliorando l’efficienza, come spiegato da Chen:
Stiamo cercando di migliorare continuamente per catturare solo un po’ più di luce solare. Ottenere un 1 o 2% in più di efficienza è enorme. Questi possono sembrare aumenti molto piccoli, ma su larga scala questi piccoli miglioramenti creano un grande valore in termini di economia, sostenibilità e valore per la società.
Man mano che l’efficienza delle celle solari aumenta e i prezzi diminuiscono, Chen prevede che l’energia solare continuerà a crescere in tutto il mondo. La Cina attualmente è leader mondiale nella capacità di energia solare installata, rappresentando circa il 40% della capacità globale. Gli Stati Uniti sono al secondo posto, con il 12%, secondo un rapporto di Rystad Energy del 2023. Il rapporto prevede che la capacità solare della Cina, di 500 gigawatt nel 2023, supererà 1 terawatt entro il 2026.
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Fonte: TrinaSolar
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