Il tetto teorico delle celle in silicio puro è fissato a 29,4%: un limite fisico che i migliori laboratori del mondo stanno ormai sfiorando, con il record attuale per una singola cella in laboratorio fermo a 26,8% e i moduli commerciali appena sopra il 24%. Superare quella soglia richiede un approccio radicalmente diverso, e le celle solari tandem perovskite silicio rappresentano oggi la risposta più concreta. Nel 2026, LONGi Green Energy ha annunciato di aver raggiunto un’efficienza di conversione del 35,5% in laboratorio, un record certificato dall’istituto europeo ESTI che ridisegna i confini di ciò che il fotovoltaico può fare.
Perché il silicio da solo non basta più
Il silicio cristallino domina il mercato fotovoltaico globale da decenni, e per buone ragioni: è abbondante, ben compreso e la filiera produttiva è matura. Ma la fisica impone un confine preciso. Ogni materiale semiconduttore assorbe solo una porzione dello spettro solare, lasciando che il resto si disperda come calore. Per il silicio, quel confine teorico di efficienza si attesta al 29,4%.
I migliori laboratori al mondo hanno portato una singola cella in silicio fino a 26,8%, un risultato straordinario ma che lascia poco margine di crescita. I moduli commerciali si fermano appena oltre il 24%. L’industria ha ottimizzato ogni variabile possibile — qualità del wafer, architettura dei contatti, trattamenti superficiali — ma il rendimento marginale di ogni miglioramento si riduce sempre di più. Il problema non è tecnologico, è termodinamico.
Ecco perché la configurazione tandem ha acquisito un’importanza crescente nella ricerca fotovoltaica. L’idea di fondo è semplice: sovrapporre due materiali con diverse proprietà di assorbimento, in modo che ciascuno catturi la porzione dello spettro solare che l’altro non riesce a sfruttare. Il risultato è una cella capace di convertire in elettricità una quota molto più ampia dell’energia luminosa incidente.
Come funziona la struttura tandem e il ruolo della perovskite
Le celle solari tandem impilano verticalmente due subcell, ciascuna ottimizzata per una diversa banda di lunghezze d’onda. Nella configurazione perovskite-silicio, lo strato superiore in perovskite cattura la luce ad alta energia (fotoni nel visibile e nel vicino ultravioletto), mentre lo strato inferiore in silicio cristallino assorbe i fotoni a energia più bassa, nella banda dell’infrarosso vicino. In questo modo, la luce solare viene “smistata” tra i due materiali invece di essere parzialmente sprecata.
La perovskite è entrata in questo scenario come protagonista inattesa. Si tratta di una classe di materiali con una struttura cristallina specifica — descritta dalla formula generale ABX₃ — che può essere prodotta in laboratorio con processi relativamente economici e semplici. Questa combinazione di basso costo produttivo e ottime proprietà optoelettroniche ha reso la perovskite il candidato ideale per la subcell superiore nelle architetture tandem.
La sinergia con il silicio è particolarmente efficace perché i due materiali hanno bandgap complementari: la perovskite tipicamente assorbe bene nella regione visibile, il silicio nella regione infrarossa. Combinati, coprono una porzione dello spettro solare molto più ampia di quanto ciascuno potrebbe fare da solo, spingendo l’efficienza teorica complessiva ben oltre il limite del silicio singolo.
Il record di LONGi e la certificazione ESTI
LONGi Green Energy, azienda cinese tra i maggiori produttori mondiali di moduli fotovoltaici, ha annunciato nel 2026 di aver raggiunto un’efficienza di conversione del 35,5% con celle solari tandem in silicio cristallino e perovskite. Il dato non è un’autodichiarazione: il record è stato certificato da ESTI, l’European Solar Test Installation, uno degli istituti di riferimento a livello internazionale per la misurazione indipendente delle prestazioni fotovoltaiche.
La certificazione esterna è un elemento cruciale in questo contesto. Nel settore fotovoltaico, i record di efficienza non certificati da laboratori terzi accreditati vengono accolti con cautela dalla comunità scientifica, perché le condizioni di misura possono variare significativamente. La validazione da parte di ESTI conferisce al risultato di LONGi un peso scientifico che va oltre il comunicato aziendale.
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Il salto rispetto al limite del silicio puro è notevole: dal tetto teorico di 29,4% a un risultato sperimentale di 35,5% rappresenta un margine di circa sei punti percentuali, che in termini di produzione di energia su scala reale si tradurrebbe in una quantità significativamente maggiore di elettricità generata dalla stessa superficie di pannelli. Per un settore in cui ogni punto percentuale di efficienza ha implicazioni enormi sul costo del kilowattora prodotto, si tratta di un avanzamento che merita attenzione.
Le sfide che separano il laboratorio dal mercato
Un’efficienza del 35,5% in laboratorio è un traguardo scientifico rilevante, ma il percorso verso la commercializzazione su larga scala rimane complesso. Alcune delle sfide più significative riguardano aspetti su cui, allo stato attuale, i dati pubblici disponibili sono ancora limitati.
La durabilità è il nodo più discusso nella ricerca sulle perovskiti. Questi materiali tendono a degradarsi in presenza di umidità , ossigeno e cicli termici ripetuti — condizioni che qualsiasi modulo installato all’aperto affronta quotidianamente. I laboratori stanno lavorando su incapsulamenti avanzati e su formulazioni chimiche più stabili, ma i dati di stabilità a lungo termine per le celle tandem ad alta efficienza non sono ancora pienamente consolidati nella letteratura pubblica.
La scalabilità produttiva è un altro fronte aperto. Produrre una cella da pochi centimetri quadrati in condizioni controllate di laboratorio è molto diverso dal fabbricare moduli di grandi dimensioni con rese uniformi in una linea industriale. La deposizione omogenea degli strati di perovskite su superfici ampie è una sfida tecnica che richiede soluzioni ingegneristiche ancora in fase di sviluppo.
Infine, i costi di produzione delle celle tandem sono attualmente superiori a quelli dei moduli in silicio standard, che beneficiano di economie di scala costruite in decenni di produzione di massa. Il vantaggio di efficienza dovrà essere sufficientemente elevato da giustificare il differenziale di costo, oppure i costi produttivi dovranno scendere attraverso innovazioni di processo.
Cosa significa per il futuro del fotovoltaico
Il risultato di LONGi si inserisce in una traiettoria di ricerca che sta accelerando visibilmente. Le celle solari tandem perovskite silicio non sono più un esperimento accademico: sono oggetto di investimenti industriali significativi da parte di alcuni dei maggiori attori del settore, e i progressi di efficienza registrati negli ultimi anni hanno una pendenza che il silicio puro non aveva più mostrato da tempo.
Raggiungere il 35,5% in laboratorio sposta concretamente la discussione su quale potrebbe essere l’efficienza realistica dei moduli commerciali di prossima generazione. Storicamente, i moduli commerciali operano con un’efficienza inferiore rispetto alle celle da laboratorio, ma il divario tende a ridursi man mano che le tecnologie maturano. Se le sfide di durabilità e scalabilità troveranno soluzioni industrialmente praticabili, le celle tandem potrebbero cambiare il calcolo economico dell’energia solare, rendendo necessarie superfici minori per produrre la stessa quantità di elettricità .
Per approfondire il contesto tecnologico delle celle tandem e i limiti fisici del silicio, IEEE Spectrum offre un’analisi dettagliata dei meccanismi alla base di queste architetture e delle ragioni per cui il tandem è considerato la frontiera più promettente del fotovoltaico avanzato.
Il 35,5% certificato da ESTI non è un punto di arrivo, ma probabilmente uno dei riferimenti che la ricerca utilizzerà nei prossimi anni per misurare i progressi successivi. La domanda non è più se le celle solari tandem perovskite silicio possano superare i limiti del silicio — lo hanno già fatto in laboratorio — ma quanto rapidamente queste prestazioni potranno tradursi in tecnologia disponibile su scala globale.
Questo articolo è stato realizzato con il supporto dell'AI e sottoposto a revisione editoriale.
