Dal 1986, il laboratorio di taratura del Fraunhofer Institute for Solar Energy Systems (ISE) si occupa della misurazione di celle fotovoltaiche e, dal 1991, anche di moduli fotovoltaici (PV). Nel corso dei suoi quarant’anni di attività, il laboratorio ha calibrato le prestazioni di migliaia di celle e moduli solari basati su una grande varietà di tecnologie. Ad oggi, il “CalLab” ha certificato 152 record: 66 riguardano moduli fotovoltaici – principalmente al silicio – mentre 86 si riferiscono a celle fotovoltaiche. Il primo record risale al 1992 ed è stato stabilito da un mini-modulo solare al silicio con un’efficienza del 16,4%, presentato dalla Deutsche Aerospace Aktiengesellschaft e realizzato con wafer di silicio prodotti da Bayer. Il record più recente, misurato dal CalLab, attesta che un modulo sviluppato da AZUR SPACE, temicon e Fraunhofer ISE, con un’efficienza del 34,4%, è attualmente il modulo solare più efficiente al mondo.
Il simulatore solare del CalLab PV Modules, presso il Fraunhofer ISE, consente di misurare celle fotovoltaiche in perovskite-silicio, operando sia su scala di laboratorio che a livello di modulo fotovoltaico.
Se agli esordi del laboratorio un piccolo modulo fotovoltaico al silicio con un’efficienza del 16,4% poteva stabilire un record, oggi i moduli fotovoltaici al silicio di grande superficie si avvicinano già al limite fisicamente possibile. Il più recente modulo al silicio da record, misurato presso il Fraunhofer ISE, è stato presentato da Longi nel 2025 e ha raggiunto un’efficienza del 26,2%.
Immagini e ricerca © Fraunhofer ISE
Complessivamente, nei 40 anni di attività del servizio di taratura, il CalLab PV Cells e il CalLab PV Modules hanno certificato 152 nuovi record di efficienza. I dati si basano su un’analisi delle “Solar Cell Efficiency Tables” (tabelle sull’efficienza delle celle fotovoltaiche), dalle versioni 1 alla 68, che coprono il periodo dal 1992 al 2026. Attraverso un grafico interattivo, gli interessati possono filtrare i singoli valori in base al tipo di cella, all’area e alla tecnologia.
Superare il limite fisico del silicio
Per superare il limite fisico del silicio come semiconduttore, gruppi di ricerca in tutto il mondo stanno lavorando alla combinazione di più sottocelle realizzate con materiali semiconduttori differenti. Di conseguenza, negli ultimi anni, il CalLab ha calibrato un numero crescente di celle fotovoltaiche e moduli solari di tipo tandem e multigiunzione. La cella solare più efficiente al mondo, con un rendimento del 47,6%, è una cella a quattro giunzioni composta da fosfuro di gallio-indio (GaInP), arseniuro di alluminio-gallio (AlGaAs), fosfuro-arseniuro di gallio-indio (GaInAsP) e arseniuro di gallio-indio (GaInAs). Il CalLab ha confermato questo record mondiale nel 2022.
Jochen Hohl-Ebinger, responsabile del CalLab PV Cells presso il Fraunhofer ISE
Il nostro obiettivo è accompagnare ogni sviluppo nel campo del fotovoltaico con misurazioni affidabili. A tal fine, perfezioniamo costantemente le nostre tecnologie di misurazione – spesso in stretta collaborazione con i produttori di strumentazione – e lavoriamo insieme ad altri soggetti, all’interno di comitati di normazione, alla definizione di metodi di misurazione standardizzati per nuove tipologie di celle fotovoltaiche e moduli.
In particolare, negli ultimi anni i ricercatori hanno sviluppato nuove tecnologie e metodologie per la misurazione di celle fotovoltaiche e moduli solari tandem a base di perovskite e silicio. Il CalLab PV Modules, ad esempio, utilizza un nuovo simulatore solare multispettrale.
Andreas Bett, direttore del Fraunhofer ISE
Laboratori di calibrazione indipendenti, riconosciuti da tutti gli attori del settore a livello globale, sono fondamentali per l’industria fotovoltaica. Misurazioni delle prestazioni imparziali e tracciabili in modo trasparente consentono una concorrenza leale. In definitiva, tutti gli stakeholder ne traggono beneficio.