Quando si parla di fotovoltaico, il contributo della ricerca e dell’innovazione è fondamentale. In questo senso, il progetto CUSTOM-ART, finanziato dal programma Horizon 2020 con 7 milioni di euro, al quale partecipano ENEA e altri 15 partner tra aziende ed istituti di ricerca di 10 Paesi europei, si pone un obiettivo ambizioso: sviluppare moduli fotovoltaici flessibili, integrabili in elementi architettonici (BIPV) e in prodotti industriali (PIPV) e sostenibili, grazie all’utilizzo esclusivo di elementi non tossici e abbondanti in natura.
Nello specifico, CUSTOM-ART si propone di portare la tecnologia dei moduli in kesterite, che è un composto semiconduttore formato da rame, stagno, zinco, zolfo e selenio, ad un grado più elevato di maturità, con il raggiungimento del TRL 7 rispetto all’attuale 4,5, attraverso efficienze di conversione molto competitive (20% a livello di cella e 16% a livello di modulo ) e di lunga durata (oltre 35 anni), ad un costo di produzione ridotto (inferiori a 75 €/m2). Inoltre il progetto prevede lo sviluppo di moduli flessibili sia opachi (su supporti di acciaio o polimerici) che semitrasparenti (su supporto polimerico) ingegnerizzati in modo da rendere il loro ciclo di vita compatibile con un approccio di economia circolare.
Il ruolo dell’ENEA nel progetto
A livello operativo, i ricercatori ENEA sanno impegnati in numerose attività, tra le quali: ottimizzazione del materiale di base tramite modifiche alla sua composizione chimica; introduzione di elementi alcalini e miglioramento delle tecniche di sintesi; esplorazione di nuovi materiali per la realizzazione del contatto frontale e posteriore della cella in kesterite; studio dei meccanismi di degradazione dei dispositivi sottoposti a stress-test; partecipazione alla costruzione e all'interpretazione di un Life Cycle Assessment che includa il processo di fabbricazione, il recupero dei materiali o il loro smaltimento e un'analisi dei costi per identificare l’impatto economico delle varie soluzioni sviluppate; supporto alla divulgazione dei risultati del progetto e alla stesura del piano per il loro sfruttamento al fine di valorizzare il know-how generato.
“I moduli flessibili saranno basati su materiali semiconduttori con la struttura cristallografica delle kesteriti, tra i materiali più promettenti per la realizzazione di moduli fotovoltaici inorganici a film sottile contenenti elementi chimici non tossici - spiega Alberto Mittiga, del Dipartimento Tecnologie Energetiche e Fonti Rinnovabili dell’ENEA e referente del progetto per l’Agenzia -. La possibilità di essere depositati su substrati flessibilioltre alle buone efficienze di conversione, stabilità nel tempo e bassi costi di produzione, rende questi dispositivi un prodotto ideale per sostituire gli elementi passivi nei settori dell’architettura, della mobilità e dell’arredo urbano e contribuire alla realizzazione dei 'Near Zero Energy Buildings' e 'Net Zero Energy Districts'”.