CORE-H: il “cuore” di 3SUN

È tutta questione di “cuore”. O di “core”. Se per 3SUN la ricerca è il cuore dell’innovazione, in una continua tensione verso nuovi traguardi da raggiungere, lo stesso può dirsi della tecnologia che sviluppa. CORE-H è, infatti, il fiore all’occhiello dell’azienda catanese, il nucleo attorno a cui ruota la produzione di celle solari ad alta efficienza, il cuore vero e proprio di ogni modulo fotovoltaico. E, allo stesso tempo, la chiave per il futuro della produzione di energia solare sostenibile e di 3SUN nel ruolo di leader della filiera del fotovoltaico in Europa.

Alla ricerca dell’efficienza

Ma qual è il segreto di CORE-H? Cosimo Gerardi, Chief Technology Officer di 3SUN lo spiega partendo dalle basi: “Un pannello fotovoltaico è composto da un certo numero di celle solari. Una cella solare è un dispositivo che trasforma la luce in corrente, una sorta di batteria che genera energia solo in presenza di luce. Se di spegne la luce non funziona più”. CORE-H, in breve, consente di massimizzare la produzione di energia del modulo fotovoltaico. “La tecnologia innovativa sviluppata da 3SUN si basa su un matrimonio tra due materiali: il silicio cristallino, in cui gli atomi sono perfettamente ordinati in reticolo basato su una struttura cubica a facce centrate, e uno strato di silicio amorfo che è ‘disordinato’. Questa combinazione offre un'efficienza energetica superiore rispetto alle tradizionali celle solari in silicio e ad altre tecnologie utilizzate oggi per il fotovoltaico convenzionale  terrestre”. Le celle a eterogiunzione (Hetero-Junction Technology, HJT) con tecnologia CORE-H presentano anche una maggiore resistenza alle temperature elevate, il che consente di mantenere prestazioni altissime anche in condizioni ambientali critiche, garantendo una produzione stabile di energia. Oltre a una maggiore efficienza. “L’efficienza di una cella solare è dettata dalla quantità di luce che può essere  trasformata in elettricità dal materiale attivo della cella. Il silicio è un materiale che ha un limite teorico di efficienza che è più o meno intorno al 28%. Con la nostra tecnologia siamo abbastanza vicini a questo valore. Attualmente siamo intorno al 25% e stimiamo di poter arrivare almeno al 27%, numeri di gran lunga superiori a quelli di tecnologie concorrenti, dovuti alla nostra capacità di preservare meglio le proprietà del silicio”.

Il potere della “doppia faccia”

“La cella di 3SUN è strutturata in modo da poter produrre più energia in media, quindi oltre all’efficienza di conversione istantanea e alla più alta produzione di energia rispetto alle altre celle solari, in media si produce sempre più energia grazie alla maggiore stabilità termica e alla struttura bifacciale della cella”, precisa Gerardi. Un coefficiente di bifaccialità molto elevato vuol dire sfruttare al massimo anche la luce che viene diffusa e riflessa dal terreno. “Se il terreno ha elevata riflettività, per esempio ha un colore più chiaro, produce ancora di più; quindi, dal punto di vista delle prestazioni una cella solare di questo tipo ha una resa dal punto di vista della produzione di energia che al momento non ha nessun altro”. Attualmente il coefficiente di bifaccialità dei moduli fotovoltaici convenzionali si attesta generalmente intorno al 70% e nei casi migliori arriva all’80%. “Noi con la nostra tecnologia riusciamo ad arrivare al 95%, nel senso che se si misura l’efficienza sul retro della cella solare si ottiene il 95% di ciò che si ottiene sul fronte. Il che vuol dire guadagnare moltissimo in terreni in cui poter sfruttare la riflessione o la diffusione della luce dovuta al terreno chiaro o con un certo grado di riflessione. Oggi i campi solari sfruttano moltissimo questo effetto della bifaccialità e nel nostro caso la bifaccialità più alta ci permette di avere una migliore produzione di energia”, aggiunge Gerardi

La grande espansione

Con CORE-H 3SUN si conferma uno degli attori di punta del fotovoltaico in Europa, mirando a riportare in Occidente il primato dell’energia solare, non solo la produzione di celle solari e moduli fotovoltaici ma anche quello della produzione di silicio e vetro, oggi dominato dalla Cina e dall’Asia, sfruttando in primis le competenze tecnologiche e l’esperienza sul campo della fisica dei semiconduttori e traducendo tutto in innovazione. E dopo il percorso iniziato con una partnership tra Enel Green Power, Sharp e STMicroelecrnics, nel 2011 con una tecnologia a film sottile, oggi si ragiona in termini di espansione. “Siamo impegnati nel passaggio dalla produzione di 200 MW a 3 GW all’anno”, dice Gerardi. “Produciamo prodotti migliori, moduli più grandi e differenziati, destinati sia alla generazione distribuita, quindi tetti di capannoni industriali ed edifici, dove ragioniamo anche su moduli con minore superficie ma elevata efficienza, che all’utility scale, e quindi ai grandi campi solari, dove la bifaccialità consente di produrre molta più energia rispetto ai competitor”. Vantaggio che si associa a quello di una stabilità termica che minimizza la perdita di performance del silicio ad alte temperature e al basso degrado dei moduli, che arrivano anche a trent’anni di funzionamento. E per il futuro prossimo 3SUN punta tutto su Tandem, tecnologia che al silicio associa un altro materiale molto innovativo. “Il silicio utilizza solo la parte rossa dello spettro solare. Se applichiamo alla cella in silicio una cella aggiuntiva in perovskite, riusciamo a utilizzare anche la parte blu, convertendo più parti dello spettro solare in energia. Con un aumento dell’efficienza che supera il limite del 28% e arriva addirittura oltre il 30% questa è la frontiera del fotovoltaico oggi e noi la stiamo sviluppando, per trasferirla dal laboratorio alle linee di produzione industriale”.