I ricercatori di Dichroic Cell srl sono riusciti a realizzare substrati

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Giovedì 14 Novembre 2013 Corriere del Veneto
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Girasoli con cuore hi-tech
I ricercatori di Dichroic Cell srl sono riusciti a realizzare substrati virtuali in silicio–
germanio adatti alla fabbricazione di celle fotovoltaiche ad alta efficienza a costi
inferiori del 70% rispetto a quelle usate nell’aerospazio e pesanti metà. Ora si punta alla loro produzione industriale per un uso terrestre con sistemi a inseguimento
Introduzione di una sottile fetta (wafer) di silicio monocristallino all’interno del reattore lepecvd (Low Energy Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition) di Dichroic Cell. L’impianto – ospitato presso i laboratori dell’Università di Ferrara – riesce a depositare sul disco un sottile velo di germanio di circa 6 micron creando un
substrato ideale per la realizzazione di celle fotovoltaiche a concentrazione
S
toria di un’altra avventura imprenditoriale «partita con le tre effe: friends, family and fools», amici, parenti
e... business angels.
L’eclettico Federico Allamprese Manes Rossi, classe 1973, «libero da condizionamenti
scolastici», già a 25 anni aveva fondato a
Maserà la sua prima azienda: Il granaio delle idee srl, che presto si impose nel settore
innovativo delle miscele speciali per panificatori. Poi fu la volta della Ruggeri srl (cognome della moglie Simona) che introdusse analoghe farine nel settore della grande
distribuzione; quindi si impegnò in una miscela brevettata senza glutine nel campo
dei prodotti dietetici. Nel frattempo «tanto
per non annoiarmi», ha sfornato pure un
cortometraggio con la partecipazione straordinaria di Ottavia Piccolo e un filtro solare
selettivo utile per meglio abbronzarsi con gli
uv-a. Insomma diversificando e innovando,
un po’ qua e un po’ là, è arrivato a costituire
un piccolo gruppo che fattura sui 2 milioni di
euro. Ancora però non gli è bastato.
«Da tempo mi frullava in testa l’idea di entrare nel settore delle energie rinnovabili e
il caso volle che nello studio di consulenza
aziendale Adm Associati, fondato a Padova
da mio fratello Alessandro con Teresa Donofrio e Guglielmo Martinelli, quest’ultimo fosse
proprio il nipote del celebre Giuliano Martinelli, grande autorità a livello nazionale nel
fotovoltaico, nonché ordinario di Fisica sperimentale presso l’Università di Ferrara. Fu lui
a parlarmi per primo delle future potenzialità
dei sistemi a concentrazione cpv». E fu così
che nel 2007 nacque Dichroic Cell coinvolgendo completamente le tre effe, compresi i
fool angels di Sinfonie Tecnologiche, guidati
dal vicepresidente Zip Antonio Vendraminelli
[si veda Adaptica, 3.10.13, www.zip.padova.it/eccellenze.htm]. Missione: studiare la
possibilità di utilizzo di substrati virtuali in
silicio–germanio nelle celle fotovoltaiche a
concentrazione. «Un lavorone per il quale
è giunta finalmente l’ora di
raccogliere i frutti, ma che di
successo in successo ha ri-
Attraverso appositi motori e software i pannelli
fotovoltaici ad alta resa
sono in grado di inseguire il Sole nell’arco
dell’intera giornata in
modo che i suoi raggi
cadano sempre perpendicolarmente alle celle
chiesto vari aumenti di capitale», ci assicura
Federico. Tra i problemi anche la morte, tre
anni fa, dell’amico “prof” che per fortuna è
stato prontamente e degnamente sostituito
all’Università di Ferrara dai ricercatori Vincenzo Guidi, Donato Vincenzi e Cesare Malagù, supportati pure da cnr-infm (Consiglio
Nazionale delle Ricerche – Istituto Nazionale
per la Fisica della Materia).
Tecnologia d’avanguardia, altamente innovativa, alle frontiere della scienza, ma proviamo a capirci qualcosa. Il settore fotovoltaico, per poter assumere una posizione di
rilievo in Italia, dovrebbe fornire almeno il
10% della normale potenza richiesta, ovvero almeno 5 gw. Usando i comuni pannelli,
a tale scopo bisognerebbe ricoprire circa 35
kmq di territorio con celle al silicio, cioè con
molte più di quelle disponibili sul mercato.
Tale elemento infatti, sebbene presente in
abbondanza sulla Terra, per essere utilizzato richiede un processo tecnologico di
purificazione abbastanza costoso. Si tenga
inoltre presente che le celle al silicio hanno una resa molto bassa, inferiore al 20%,
tanto è vero che per usi aerospaziali si usano celle al germanio capaci di rese perfino
superiori al 40%. Con costi però cinquanta
volte maggiori, perché il germanio è un elemento raro.
Che fare allora? Innanzitutto cercare di concentrare la luce; fare cioè in modo che una
lente o uno specchio parabolico la convergano tutta su una singola cella, fino a illuminarla con 300–500 Soli (senza dimenticare di
raffreddarla). E poi fare in modo che il sistema insegua continuamente e precisamente
il nostro astro nell’arco dell’intera giornata,
mosso da appositi motori e software. E ancora sovrapporre ai wafer altri sottili film di
composti vari al fine di utilizzare l’intera gamma delle radiazioni, dagli uv agli ir, e non
una sola fetta (e qui – se ne fossimo all’altezza – dovremmo parlare anche di multigiunzioni, epitassia e dicroico).
Non illudetevi però, neanche così ce la faremmo a costruire impianti sufficienti a produrre i
suddetti 5 gw. Al meno che – e qui torniamo
alla soluzione di Dichroic Cell – per risparmiare materiale raro e soldi non si riesca a
costruire una bella cella di silicio con sopra
solo un sottilissimo velo (6 micron) di germanio. Impresa assai ardua che i ricercatori di
Ferrara sono riusciti a compiere utilizzando
una complessa tecnologia detta lepecvd,
adattando all’uopo un costoso macchinario
svizzero acquistato da Dichroic Cell, brevetti compresi. Dopo sei anni di prove, riprove,
controprove e dopo numerosissimi test eseguiti da una importantissima multinazionale,
partner in questa ricerca, la meta si può dire
raggiunta: i suoi wafer hanno rese analoghe
Sopra: confronto tra il wafer con il substrato virtuale in germanio di Dichroic
Cell e il wafer grigio in silicio monocristallino non depositato.
Sotto: wafer di celle fotovoltaiche a concentrazione. Si tratta del prodotto finito
che si realizza impilando sul substrato
di Dichroic Cell altri film di composti di
elementi semiconduttori (gruppi III-V)
al fine di sfruttare al massimo l’intera
gamma delle radiazioni solari
a quelli di puro germanio, un costo inferiore
del 70% e un peso ridotto della metà (con
grande gioia del settore aerospaziale).
«Giunti a questo punto – conclude Vendraminelli – non ci restano che due strade: o
si cede tutto il know-how a un’azienda interessata ad industrializzare la produzione dei
nostri wafer; o si fonda noi una NewCo che
li faccia, insieme a un partner industriale e
un partner finanziario. Interesse per entrambe le soluzioni già l’abbiamo rilevato a livello
internazionale».
Questi speciali sono curati dal Consorzio Zona Industriale di Padova [www.zip.padova.it] in collaborazione con l’Associazione Amici della Zip senza oneri
a carico delle aziende presentate [comunicazione:
alberto salvagno/studioph.it]
L’eclettico Federico Allamprese Manes
Rossi, classe 1973, di nobili origini, figlio di un generale, si trova ormai alla
guida di un piccolo gruppo di società
i cui interessi spaziano dalle farine (Il
granaio delle idee srl) ai wafer (Dichroic
Cell). Ha fondato la sua prima azienda
all’età di 25 anni