Raggi UV e fotovoltaico: cosa succede davvero alle celle nel tempo Nuove evidenze scientifiche chiariscono i meccanismi di degrado e recupero delle celle solari ad alta efficienza, con ricadute su design e test di affidabilità

L’esposizione ai raggi ultravioletti rappresenta una sollecitazione inevitabile per i moduli fotovoltaici e può incidere in modo significativo sulla loro resa nel tempo, soprattutto nelle tecnologie al silicio ad alta efficienza come HJT, PERC e TOPCon. Studi sperimentali hanno evidenziato che, dopo migliaia di ore equivalenti di irraggiamento UV, le perdite di prestazione possono arrivare fino a circa il 10%, mettendo in discussione parte dei vantaggi ottenuti con le soluzioni tecnologiche più avanzate. Da tempo è noto che una parte di queste perdite può essere recuperata durante il normale funzionamento all’aperto, grazie all’esposizione alla luce solare. Tuttavia, fino a poco tempo fa non era chiaro se questo recupero fosse solo apparente, limitato ai parametri elettrici, oppure legato a reali modifiche reversibili nei materiali della cella. Una recente attività di ricerca ha permesso di chiarire questo punto, grazie allo sviluppo di una tecnica di analisi non distruttiva in grado di osservare direttamente cosa accade all’interno della cella durante l’irraggiamento UV e la successiva esposizione alla luce visibile. Attraverso misure spettroscopiche avanzate, è stato possibile monitorare in tempo reale l’evoluzione dei legami chimici negli strati superficiali. I risultati mostrano che la radiazione ultravioletta altera temporaneamente la configurazione di legami che coinvolgono silicio, idrogeno e dopanti, peggiorando la qualità della passivazione e quindi le prestazioni elettriche. Quando la cella torna a operare in condizioni di illuminazione normale, questi legami possono in larga parte riformarsi, consentendo un recupero del materiale e dell’efficienza. Il fenomeno, quindi, non è solo elettrico ma ha una chiara base chimico-strutturale. Le implicazioni industriali sono rilevanti. Da un lato emergono indicazioni utili per migliorare la progettazione delle celle, ad esempio intervenendo sugli strati di passivazione e sui rivestimenti superficiali per aumentare la resistenza ai raggi UV. Dall’altro lato, si apre una riflessione sui test di invecchiamento accelerato oggi utilizzati per la certificazione: se una parte del degrado è reversibile nelle reali condizioni operative, alcuni protocolli potrebbero sovrastimare le perdite o indurre danni non rappresentativi dell’uso in campo. La nuova metodologia di analisi consente inoltre valutazioni rapide e non distruttive, rendendola potenzialmente adatta anche al controllo di processo in fase produttiva. In prospettiva, questo approccio potrebbe aiutare i produttori a individuare soluzioni di compromesso più efficaci tra massima efficienza, durata nel tempo e costi industriali.