Il fotovoltaico dal 1839 a oggi: la storia di un’importante innovazione
Il fotovoltaico è oggi uno dei driver principali per la transizione energetica e lo sviluppo sostenibile a livello globale. Ma questa tecnologia, apparentemente recente, è il frutto di quasi due secoli di ricerca e sviluppo, che hanno permesso di porre le basi per la costruzione dello scenario energetico futuro.
Le origini del fotovoltaico
Era il 1839 quando il fisico diciannovenne Alexandre Edmond Becquerel, effettuando esperimenti su elettrodi immersi in una soluzione conducente, notò che, esponendoli alla luce solare, essi generavano un piccolo flusso di corrente.
Ciò che Becquerel aveva osservato prese, così, il nome di effetto fotovoltaico, espressione derivata dal greco photos, ovvero luce, e dall’aggettivo voltaico, comunemente usato per indicare l’energia elettrica (coniato in onore di Alessandro Volta). Questo termine, che letteralmente significa “elettricità della luce”, è stato quindi utilizzato per indicare il fenomeno per il quale le radiazioni solari cedono una parte della loro energia quando interagiscono con alcuni tipi di materiali.
Nel 1876 poi, gli scienziati Smith, Adams ed Evans concentrarono le loro ricerche sull’effetto della luce sul selenio, materiale impiegato nei cavi del telegrafo, che, se illuminato, era in grado di emettere una leggera scarica di energia.
Fu proprio questa scoperta che permise all’americano Charles Fritts di creare, nel 1879, una cella fotovoltaica composta da uno strato di selenio rivestito da una sottile pellicola d’oro. L’anno successivo, Fritts combinò alcune di queste celle, formando il primo pannello fotovoltaico della storia, che venne installato su un tetto di New York: aveva una scarsa efficienza nel convertire le radiazioni solari in energia elettrica (circa l’1%) ed era molto costoso da realizzare a causa dei materiali impiegati, ma fu la dimostrazione del potenziale dell’effetto fotovoltaico.
Un ulteriore passo avanti in questo campo fu compiuto da Albert Einstein, che, nel 1909, pubblicò, all’interno della sua tesi sull’effetto fotoelettrico, che gli valse il Nobel per la Fisica nel 1921, la teoria fisica dell’effetto fotovoltaico, grazie alla quale si iniziò a definire la luce come un flusso di “pacchetti di energia”.
Alcuni decenni dopo, grazie a una sempre maggiore comprensione dei fenomeni fotoelettrici e a un’accurata ricerca dei materiali più adatti, gli scienziati Pearson, Chapin e Fuller dei Laboratori Bell riuscirono a sviluppare, nel 1954, la prima cella solare al silicio, capace di generare una quantità di energia elettrica sufficiente ad alimentare una piccola ricetrasmittente. L’invenzione, che fu brevettata l’anno successivo, segnò, usando le parole del New York Times, “l’inizio di una nuova era”. Da quel momento in poi, grazie alla sua maggiore efficienza e accessibilità rispetto al selenio, il silicio fu il materiale principale utilizzato per la tecnologia fotovoltaica e si moltiplicarono le sue applicazioni pratiche.
Nel 1958 i pannelli solari furono montati su un satellite mandato in orbita, alimentandolo fino al 1964, anno in cui fu disattivato; il 1963, invece, segnò l’inizio della commercializzazione di questa tecnologia negli Stati Uniti che, anche a causa la crisi energetica degli anni ’70, si diffuse molto rapidamente.
In Italia, il primo impianto fotovoltaico, della potenza è di 1 kw, venne installato nel 1979 al Passo della Mandriola, tra gli Appennini del Cesenate, e, a partire dagli anni 90 il nostro Paese è tra i principali che hanno favorito l’installazione di impianti fotovoltaici, grazie ai fondi stanziati e agli incentivi messi in atto a livello statale e regionale.
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