Nel mondo dell’energia solare, un miglioramento dell’efficienza anche solo dello 0,1% è considerato un traguardo notevole. Ora immaginate cosa significhi superare dell’1,15% quello che per decenni è stato considerato un limite teorico insormontabile. È esattamente ciò che ha fatto Longi con la sua nuova cella fotovoltaica tandem silicio/perovskite. Un’efficienza di conversione del 34,85%, certificata dal prestigioso National Renewable Energy Laboratory americano, che non rappresenta solo un nuovo record mondiale, ma un vero e proprio spartiacque nella storia dell’energia solare.
Come ci sono riusciti? La risposta sta in un cocktail di innovazioni che coinvolgono fluoruro di litio, molecole di diioduro di etilendiammonio e una superficie in silicio asimmetricamente testurizzata. Come dite? Conviene parlare più “facile”? Ok. Dai.
Longi, superare l’insuperabile
Il limite di Shockley-Queisser del 33,7% è stato per decenni considerato una barriera quasi insormontabile per le celle solari a singola giunzione. Questo confine teorico, calcolato negli anni ’60, ha rappresentato il Santo Graal dell’efficienza fotovoltaica.
Longi ha fatto qualcosa di straordinario: ha superato questo limite di oltre un punto percentuale. Potrebbe sembrare poco, ma nel mondo dell’energia solare è come battere un record mondiale nei 100 metri di mezzo secondo. Come ci è riuscirà? Combinando il tradizionale silicio (che domina il 95% del mercato fotovoltaico) con i minerali di perovskite.
L’alchimia dei materiali
La chiave del successo di questa cella risiede in un’ingegnosa struttura a strati. I ricercatori di Longi hanno migliorato sia il blocco dei “buchi” (le cariche positive) che il trasporto degli elettroni, utilizzando sottili strati di fluoruro di litio (LiF) e molecole di diioduro di etilendiammonio (EDAI).
È un po’ come costruire un’autostrada perfetta per le particelle elettriche: le molecole di EDAI “riparano” le aree che il LiF non riesce a coprire, creando un sistema di trasporto energetico praticamente senza ostacoli.
Il team ha dichiarato di essere in procinto di ottenere un migliore accoppiamento strutturale, con l’ausilio di una tecnologia che prevede l’impiego di celle ad alta pressione in silicio con una superficie a struttura asimmetrica.
Quello che trovo più impressionante è come Longi abbia risolto uno dei problemi classici delle celle tandem: l’interfaccia tra i diversi materiali. La superficie testurizzata asimmetrica delle loro celle a eterogiunzione in silicio rappresenta una soluzione elegante a un problema complesso.
Longi, un’azienda da record
Non è la prima volta che l’azienda cinese fa notizia per i suoi record di efficienza. È come se questa azienda avesse fatto della rottura dei limiti il proprio marchio di fabbrica.
Nel novembre 2023, Longi aveva raggiunto un’efficienza del 33,9%. Poi, a giugno 2024, era salita al 34,6%. Ora, con questo 34,85%, dimostra che la sua traiettoria di innovazione continua a puntare verso l’alto.
E non si tratta solo di celle tandem. Quest’anno Longi ha stabilito un altro record con una cella in silicio utilizzando la tecnologia Heterojunction Interdigitated Back Contact (HIBC), raggiungendo un’efficienza del 27,81%: un risultato straordinario per una cella in silicio monocristallino.
Implicazioni per il futuro dell’energia solare
Cosa significa tutto questo per noi comuni mortali? Semplice: pannelli solari più efficienti significano più energia prodotta dalla stessa superficie, costi energetici potenzialmente più bassi e un’adozione più rapida dell’energia solare.
Mi piace pensare che siamo all’inizio di una nuova era per il fotovoltaico. Quando aziende come Longi infrangono limiti teorici che sembravano invalicabili, si aprono possibilità che prima non potevamo nemmeno immaginare.
Un giorno guarderemo al limite di Shockley-Queisser come a una curiosità storica, un ostacolo che la scienza e l’ingegnosità umana hanno saputo superare.
