Mentre le tecnologie basate sul silicio cristallino si trovano a fronteggiare la forte concorrenza delle celle in thin film a base di tellurio di cadmio (CdTe), si affacciano prepotentemente nuove e promettenti tecnologie. Tra queste le cosiddette CIS (Cupper Indium Selenide) e CIGS (Cupper Indium Gallium Selenide) hanno da poco trovato una commercializzazione massiva. A nostro giudizio difficilmente potranno concorrere con gli attuali prezzi dei moduli in CdTe e anche di quelli in c-Si. Ma presentano alcune peculiarità applicative che gli consentirà una consistente nicchia di mercato.
Un discorso diverso meritano le celle a tecnoclogia DSC o DSSC (dye-sensitized solar cells), o celle solari di terze generazione, basano il loro principio di funzionamento su quello della fotosintesi clorofilliana distanziandosi molto da quello delle celle fotovoltaiche al silicio. Questa nuova tecnologia presenta invece delle potenzialità applicative e commerciali enormi, soprattutto per il loro bassimo costo di produzione. Addirittura inferiore ai moduli in CdTe.
L’Osmio e il Rutenio, complessi organici di metalli transizione, svolgendo lo stesso ruolo della clorofilla assorbono la luce incidente ed eccitano i loro elettroni con la loro energia raccolta. Una membrana in ceramica diossido di titanio (TiO2) svolge il ruolo della membrana lipidica. Tali celle, soprannominate anche “di Grätzel”, dal nome dell’inventore (professore emerito del politecnico di Losanna, Svizzera), hanno dunque un basso costo dei materiali e non richiedono apparati elaborati per la loro costruzione. Inoltre possono essere realizzati con superfici flessibili ma con una struttura robusta non necessitando così di protezioni da eventi atmosferici quali la grandine o i forti venti.
Descrivendola più minuziosamente, la cella di Grätzel ha una struttura a sandwich: due vetrini conduttori, che fungono da elettrodi, sono separati da uno strato di TiO2 , dal materiale attivo e dalla soluzione elettrolitica. Il materiale attivo è costituito da un colorante (dye) che trasferisce elettroni al TiO2 in seguito all’assorbimento di un fotone. Per quanto concerne il dye, qualsiasi tipo di frutta va bene, purché abbia i giusti gruppi chimici per legarsi al TiO2. Come dye sono state utilizzate, nella sperimentazione, molecole estratte dal succo di more e lamponi.
Due caratteristiche importanti della tecnologia DSSC sono basse perdite e mancanza di ricombinazione, così che le celle dye-sensitized funzionino anche in condizione di poca luce, cioè in presenza di cielo coperto o di luce non diretta. In combinazione con un fattore di riempimento (ff) di circa il 45%, l’efficienza complessiva di picco della potenza di produzione attuale per le celle DSSC è di circa l’11%.
Le DSC rappresentano attualmente la più efficiente tecnologia solare di celle della terza generazione (così come stabilito dalla Basic Research del 2005 sull’ utilizzo dell’energia solare) disponibile. Altre tecnologie a film sottile operano in genere tra il 5% e il 13%, ed i tradizionali pannelli in silicio a basso costo tra il 12% e il 15%. Questo rende la DSSC suggestiva come sostituto per le esistenti tecnologie di applicazioni a “bassa densità” come i pannelli solari sul tetto, poiché la robustezza meccanica e la leggerezza del pannello sono dei vantaggi importanti.
Viste tutte queste caratteristiche innovative e positive, anche R.&T.I.A. è fortemente interessata a questa promettente tecnologia.
