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Le prime celle solari battono il record di efficienza
Avanzando nella corsa alle celle solari altamente efficienti, First Solar afferma di essersi convertita 22,1 per cento dell'energia della luce solare trasformata in elettricità utilizzando celle sperimentali a base di tellururo di cadmio, una tecnologia che oggi rappresenta circa il 5% del mercato mondiale dell'energia solare. La linea commerciale di celle solari dell'azienda ha raggiunto un'efficienza di conversione energetica del 16,4%.
Il limite di efficienza teorica per le celle al tellururo di cadmio è superiore al 30%, significativamente superiore a quello del silicio convenzionale. (Gli odierni pannelli solari a base di silicio hanno efficienze comprese tra il 16 e il 18 percento; si pensa che il loro limite teorico sia ben al di sotto del 30 percento.) First Solar, che è l'unico grande produttore di pannelli solari al tellururo di cadmio rimasto negli Stati Uniti, è lavorando per avvicinare i pannelli solari commerciali a quel limite. Il divario tra ciò che è teoricamente realizzabile e ciò che è disponibile oggi è stato piuttosto ampio, afferma Raffi Garabedian, Chief Technology Officer di First Solar. Stiamo colmando quel divario a un ritmo vertiginoso.
I pannelli solari realizzati con tellururo di cadmio potrebbero essere significativamente più efficienti dei tradizionali pannelli a base di silicio.
Un ostacolo alla chiusura del divario è la tensione massima disponibile dalle celle al tellururo di cadmio. La tensione massima è direttamente correlata all'efficienza. Per decenni i ricercatori non sono stati in grado di infrangere la barriera di un volt, ma i ricercatori del National Renewable Energy Laboratory e dello Stato di Washington hanno affermato in un articolo pubblicato il 29 febbraio a Energia della natura che hanno superato tale limite .
Le celle solari al silicio convenzionali rappresentano oggi più del 90% del mercato dell'energia solare, ma sono relativamente costose da realizzare. Il tellururo di cadmio, una tecnologia a film sottile, offre prestazioni migliorate in quanto opera vicino alla sua massima efficienza, in particolare in condizioni calde e umide. Sebbene le celle a film sottile siano apparentemente più economiche da produrre, la loro efficienza è rimasta indietro rispetto a quelle convenzionali. Tuttavia, hanno mostrato maggiori miglioramenti. Il silicio monocristallino è il gold standard, in termini di efficienza, per l'energia solare di oggi, dice Garabedian, ma il record per il prodotto più efficiente disponibile in commercio è stato stabilito nel 1999, a circa il 25 percento, ed è ancora lì. Nello stesso lasso di tempo, [il tellururo di cadmio] è migliorato di un enorme margine.
Kelvin Lynn, della Washington State University, ha guidato un team che ha sfondato la barriera di un volt di lunga data per la massima tensione da una cella al tellururo di cadmio.
Ma i produttori di tellururo di cadmio hanno lottato negli ultimi anni. Nel 2013 First Solar ha acquisito la tecnologia di GE dopo che GE ha annullato i piani per un impianto da 300 milioni di dollari in Colorado. Numerosi altri produttori sono stati lanciati e hanno fallito, tra cui Abound Solar, una startup con sede in Colorado che ha ricevuto una garanzia di prestito di 400 milioni di dollari dal governo federale e poi dichiarato fallimento nel 2012 .
First Solar si concentra sul mercato del solare su scala industriale piuttosto che sulle installazioni solari sui tetti, dove la necessità di pannelli ad alta efficienza ha, fino ad oggi, dettato la necessità di celle a base di silicio. L'azienda ha sviluppato alcuni dei più grandi parchi solari del mondo, tra cui il Topazio e Luce solare del deserto progetti, in California, ognuno dei quali ha una capacità di 550 megawatt.
Poiché il tellururo di cadmio è una tecnologia a film sottile, richiede meno materiale per produrre una quantità paragonabile di elettricità rispetto alla tecnologia convenzionale del silicio. Anche il processo di produzione è più semplice. In linea di principio, ciò dovrebbe comportare una riduzione dei costi per l'elettricità prodotta. In pratica non è sempre così; secondo la ricerca GTM , il costo per watt dei pannelli in silicio cristallino scenderà a $ 0,36 per watt entro il prossimo anno. Nel 2013 (l'ultima volta che la società ha pubblicato i dati sui costi di produzione), First Solar ha dichiarato il suo costo per watt aveva raggiunto $ 0,57 .
Confronto dei costi a parte, Wall Street è rialzista sulle prospettive della società: il prezzo delle sue azioni è aumentato del 68% negli ultimi cinque mesi.
L'industria è in un periodo di trasformazione, afferma Garabedian. Siamo ancora molto preoccupati per la natura ciclica dell'industria solare e per l'eccesso di capacità. Continueremo a migliorare questa tecnologia e vedremo cosa ci riserva il futuro.