Fotovoltaico, un team giapponese ha realizzato moduli flessibili in silicio e copertura frontale in PET
La crisi energetica e quella climatica che stanno segnando gli ultimi anni (sia in bolletta che in temperatura) stanno portando sempre più persone a valutare l’installazione di impianti fotovoltaici per ridurre (se non eliminare) il costo dell’energia consumata e, al tempo stesso, allo stesso tempo, le proprie emissioni.
Ad oggi La maggior parte dei pannelli fotovoltaici in vendita sono rigidi e protetti da uno strato di vetrocaratteristiche che li compongono difficile installazione su superfici con limiti di carico e/o spazio libero insufficiente; Per risolvere questa limitazione, la ricerca industriale sta concentrando i propri sforzi sulla messa a punto moduli flessibili e molto leggeri.
L’ultima innovazione in questo senso arriva dal Giappone, proprio da un gruppo di ricercatori provenienti daIstituto nazionale giapponese di scienza e tecnologia industriale avanzata (AIST) che ha recentemente presentato il suo modulo solare leggero e curvo in silicio cristallino (c-Si). dotato di copertura frontale in polietilene tereftalato (PET), materiale molto più leggero del vetro, ma altrettanto resistente.
“La nostra ricerca dimostra che i moduli di celle solari in silicio cristallino con rivestimento in pellicola PET sono altamente affidabili in condizioni di alta temperatura e umidità elevata”ha detto Tomihisa Tachibana, autore corrispondente della ricerca, a pvmagazine. “Anche se non abbiamo ancora calcolato il costo del sistema, prevediamo che la riduzione del peso ridurrà probabilmente le spese di trasporto e installazione”.
Nello studio “Sviluppo di moduli di celle solari in silicio cristallino leggeri e flessibili con copertura in pellicola PET per un’elevata affidabilità in condizioni di alta temperatura e umidità” pubblicato su Solar Energy Materials and Solar Cells, ha sottolineato il team accademico come i film in PET rappresentino una valida alternativa alle tradizionali coperture in vetro, grazie al loro ottimo isolamento elettrico e trasmittanza ottica.
Gli scienziati hanno costruito i moduli con celle solari strutturate sul campo con superficie posteriore in alluminio policristallino c-Si (Al-BSF) da 156 mm2 × 156 mm2, con uno spessore di circa 250 μm, spiegando che “Le stringhe sulla sbarra collettrice sono state collegate mediante saldatura meccanica, e le stringhe dei moduli a quattro celle sono state collegate in serie mediante saldatura manuale”.
Il film PET scelto ha uno spessore di 0,025 mm ed è stato utilizzato sia per la copertina anteriore che per il backsheet del modulo; i pannelli sono stati incapsulati con etil vinil acetato (EVA). “La struttura del modulo è quindi PET/EVA/c-Si cell/EVA/PET o Backsheet”.
Una volta assemblato il modulo flessibile, il team ha confrontato le sue prestazioni con quelle di un pannello di riferimento, utilizzando vetro spesso 3,2 mm come materiale della copertura anteriore, e ha scoperto che il primo ha mostrato una maggiore flessibilità termica rispetto a quello fabbricato utilizzando il vetro.
Tuttavia, il modulo basato su PET ha un valore attuale inferiore del 10% rispetto al modello di riferimentopoiché la pellicola PET, a differenza del vetro, ha una struttura antiriflesso.
I valori della tensione e del fattore di riempimento, tuttavia, sono risultati approssimativamente gli stessi.
“L’assenza di una copertura in vetro conferisce flessibilità ai moduli fabbricati e non sono state osservate crepe o altri difetti dopo che i moduli sono stati posizionati e quindi rimossi da una fase di misurazione con un raggio di curvatura di 200 mm”ha commentato Tachibana.
Anche entrambi i moduli sono stati testati in una serie di test di calore umido (DH) a 85 C e un’umidità relativa inferiore all’85%; tali test hanno dimostrato come nel pannello a base di vetro il degrado del fattore di riempimento e dei valori di corrente è iniziato dopo 3.000 orea causa della corrosione dell’argento degli elettrodi anteriori.
“Al contrario, i moduli leggeri (PET/Backsheet o PET/PET) hanno mostrato proprietà IV solo leggermente diminuite, con un degrado di circa il 10% rispetto al valore iniziale dopo 6000 ore di test DH”hanno detto i ricercatori.
Gli scienziati hanno finalmente sottolineato i potenziali vantaggi dovuti al peso ridotto del modulo flessibileche corrisponde a circa “un quarto per dimensione della cella” (rispetto ai moduli in vetro) per installazioni su superfici con limiti di carico o applicazioni agricole.
