L'obiettivo principale di GreEnAct è studiare e sviluppare nuovi materiali e tecnologie per soddisfare i requisiti chiave del settore fotovoltaico:
- celle solari ad alta efficienza;
- celle solari a basso costo.
1. Il tema dell'efficienza è sempre stato di primaria importanza per la guida della ricerca nel campo del fotovoltaico. L'efficienza di conversione non è solo una semplice figura di merito che sintetizza le performance del dispositivo o un record da raggiungere e strappare ai concorrenti. Da essa infatti deriva la possibilità di ridurre le dimensioni delle celle solari e di conseguenza area e peso degli impianti mantenendo alte produzioni di energia. Per questo è necessario sviluppare e ottimizzare nuovi assorbitori ad alta band-gap (EG>1,8 eV) come celle superiori per configurazioni tandem in cui si utilizza come cella inferiore una cella in Silicio (EG 1,1eV).
2. Dal punto di vista produttivo e di mercato il parametro fondamentale è quello economico per raggiungere il quale è necessario lo sviluppo di tecniche semplici, economiche ma allo stesso tempo affidabili e dall'elevato rendimento per la deposizione di celle solari ad alta efficienza. Presso i laboratori IMEM è presente una vasta gamma di tecniche per la realizzazione di celle fotovoltaiche che comprende tecniche di crescita fisiche in vuoto (LT-PED, sputtering, evaporazione) e di tipo chimico in ambiente umido (CBD, spin-coating, dip-coating, ink-jet).
Con questi scopi l'AdR GreEnAct si inserisce autorevolmente nel piano di attività nazionali di punta nel settore fotovoltaico, ovvero lo sviluppo del fotovoltaico a livello industriale e la progettazione/realizzazione di una nuova tipologia di fotovoltaico dedicato all'integrazione negli edifici e in struttura urbanistiche (BIPV/PIPV).
Nel primo caso si articolano molteplici attività per il conseguimento degli obiettivi chiave richiesti a livello di produzione di massa: studio di nuovi materiali, progettazione di nuove architetture, deposizione e caratterizzazione di celle a singola giunzione e tandem ad alta efficienza con l'obbiettivo di superare il 30% di efficienza.
Per quanto concerne il campo del BIPV/PIPV la ricerca si dedica allo sviluppo di tecnologie fotovoltaiche a basso costo per realizzare nuove celle e moduli fotovoltaici a film sottile tramite lo sviluppo di nuovi materiali, architetture non convenzionali (substrati flessibili, celle solari bifacciali) e tecnologie a basso costo e facilmente scalabili (sia di tipo fisico che chimico) adatte a BIPV/PIPV.
In parallelo, di recente, è stata avviata una linea di ricerca basata su una nuova concezione di fotovoltaico custom e di piccolo taglio (NewPV) progettato appositamente per l'alimentazione di dispositivi elettronici portatili. Rispetto ai grandi impianti necessari alla produzione di grandi quantità di energia, questi micromoduli stand-alone presentano le notevoli caratteristiche di essere leggerissimi, pieghevoli e trasportabili (solar map). Possono essere collegati ad un compatto sistema di gestione dell'energia equipaggiato con innovativi sistemi di storage battery-free (domanda di brevetto n. 102019000017396)