Dallo studio dell’ENEA emergono materiali innovativi per aumentare la resa e la durata dei pannelli solari. Ottime performance per la poliolefina termoplastica (TPO), anche in ottica di riciclabilità
Più energia solare, meno degrado e maggiore sostenibilità. È questa la sfida che ENEA ha raccolto con un recente studio condotto dal suo Centro Ricerche di Portici (Napoli), incentrato su nuovi film plastici incapsulanti per celle fotovoltaiche. L’obiettivo è quello di realizzare pannelli solari più efficienti, resistenti nel tempo e, possibilmente, riciclabili.
Lo studio, pubblicato sulla rivista scientifica Polymer Degradation and Stability, ha analizzato le prestazioni di tre diversi materiali plastici impiegati come strato protettivo delle celle solari. I risultati sono promettenti e potrebbero rappresentare un passo in avanti significativo per l’intero settore dell’energia solare.
Poliolefine trasparenti ai raggi UV: una nuova generazione di incapsulanti
I ricercatori hanno testato in laboratorio speciali film a base di poliolefine, apprezzati per la loro alta trasparenza ai raggi ultravioletti (UV). Questa caratteristica consente di sfruttare una porzione maggiore dello spettro solare, migliorando così la resa energetica dei moduli fotovoltaici.
“Abbiamo confrontato diversi materiali sottoponendoli a un processo di invecchiamento accelerato, per simularne l’esposizione prolungata al sole”, spiega Valeria Fiandra, ricercatrice ENEA e coautrice dello studio. “Le differenze nelle prestazioni elettriche sono risultate evidenti”.
I dati parlano chiaro:
Il materiale più comunemente usato oggi, EVA (etilene vinil acetato), ha mostrato una perdita dell’1,4% nella corrente di cortocircuito, un indicatore chiave delle performance delle celle.
La POE (poliolefina elastomerica) ha registrato un degrado leggermente inferiore, con una perdita dell’1,1%.
Il risultato migliore è arrivato dalla TPO (poliolefina termoplastica), con una perdita minima dello 0,2%, dimostrandosi il materiale più resistente all’azione dei raggi UV.
Più durevoli e riciclabili: i vantaggi della TPO
Oltre a offrire le migliori prestazioni in termini di durabilità, la TPO è anche riciclabile, a differenza dell’EVA, che una volta “reticolato” (cioè sottoposto a un processo chimico per aumentarne la resistenza) non può più essere riutilizzato.
La struttura molecolare della TPO permette infatti di essere fusa e rimodellata più volte senza subire danni irreversibili. Un vantaggio importante non solo in termini ambientali, ma anche per l’industria del riciclo e la sostenibilità dei pannelli solari.
Anche la POE mostra buone caratteristiche di stabilità termica e chimica, con una minore tendenza a scolorirsi o deteriorarsi in presenza di calore, umidità e luce.
I limiti dell’EVA: il materiale standard sotto esame
L’EVA è ancora oggi lo standard più diffuso nell’industria fotovoltaica grazie alla sua trasparenza, adesione alle celle e resistenza iniziale alla radiazione UV. Tuttavia, contiene un gruppo acetato che, nel tempo, porta alla formazione di acido acetico: un agente corrosivo che può danneggiare i componenti metallici e accelerare il degrado del modulo, riducendone l’efficienza.
Più luce UV, più energia: il cambio di paradigma
Tradizionalmente, gli incapsulanti fotovoltaici vengono progettati per filtrare i raggi UV, prevenendo così l’invecchiamento precoce dei materiali. Tuttavia, questo approccio limita anche la quantità di luce disponibile per le celle, riducendo la potenza generata.
Negli ultimi anni, però, la ricerca – come dimostra lo studio ENEA – si sta spostando verso la creazione di film trasparenti ai raggi UV ma resistenti alla degradazione, capaci di aumentare l’efficienza energetica senza sacrificare la durabilità.
“Formulare materiali che siano al tempo stesso stabili e trasparenti ai raggi UV è una sfida complessa”, spiega ancora Valeria Fiandra. “Ma è una strada cruciale per migliorare la resa e la longevità dei pannelli solari, soprattutto in un’ottica di transizione energetica”.
Prospettive future: coating intelligenti e fluorescenza
ENEA non si ferma qui. I ricercatori stanno sviluppando rivestimenti superficiali (“coating”) in grado di assorbire la luce incidente e riemetterla a una lunghezza d’onda più adatta all’assorbimento da parte delle celle fotovoltaiche, sfruttando la fluorescenza di materiali innovativi.
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Un contributo per l’industria
Lo studio fornisce indicazioni preziose per aziende produttrici di pannelli fotovoltaici e fornitori di materiali incapsulanti, offrendo dati comparativi sul comportamento reale dei film plastici nel tempo.
“Il nostro lavoro può aiutare i produttori a scegliere materiali più performanti e sostenibili, allungando la vita utile dei pannelli e migliorando la loro efficienza energetica nel lungo periodo”, conclude Fiandra.
