In vista della Giornata mondiale del Sole (3 maggio 2024), l’ENEA ha presentato le attività svolte all’interno del Progetto europeo VIPERLAB, che si propone di promuovere la ricerca e lo sviluppo dei dispositivi fotovoltaici in perovskite, attraverso il CRESCO COMPUTING LAB, il sistema di supercalcolo in grado di effettuare fino a 1,4 milioni di miliardi di operazioni matematiche al secondo, e il Laboratorio per la realizzazione e la caratterizzazione di dispositivi tandem perovskite/silicio.
Un supercalcolatore in grado di effettuare fino a 1,4 milioni di miliardi di operazioni matematiche al secondo, un laboratorio all’avanguardia per la realizzazione di celle solari innovative e ad alta efficienza ma anche competenze di rilievo per lo sviluppo di moduli fotovoltaici sostenibili.
Sono le risorse che ENEA, attraverso il Dipartimento Tecnologie Energetiche e Fonti Rinnovabili (TERIN), mette a disposizione del Progetto VIPERLAB (Fully Connected VIRtual and Physical PERovskite Photovoltaic LAB) che si propone di promuovere la ricerca e lo sviluppo dei dispositivi fotovoltaici in perovskite, attraverso l’accesso a 13 tra le maggiori infrastrutture di ricerca europee specializzate nella realizzazione, caratterizzazione, calcolo e modellazione di dispositivi fotovoltaici a base di perovskite.
Le attività sono state presentate in vista della Giornata Internazionale del Sole (3 maggio 2024) che, pur non essendo un evento ufficiale riconosciuto a livello internazionale, è considerata la giornata in cui si pone l’accento sull’importanza che il Sole ricopre per la vita sulla Terra o si svolgono iniziative per promuovere il grande potenziale dell’energia solare, rispettosa dell’ambiente e del clima e il suo importante contributo alla transizione energetica.
Il Progetto VIPERLAB, finanziato dall’UE nell’ambito del Programma Horizon 2020 e coordinato dal Centro Helmholtz di Berlino per i Materiali e l’Energia (HZB), a cui oltre ad ENEA. Partecipa tra gli altri anche l’Università degli Studi di Roma Tor Vergata che, riunisce una rete di scienziati e organizzazioni di ricerca nella ricerca sul fotovoltaico a perovskite, minerale di biossido di titanio di calcio dotato di una struttura cristallina molto particolare che gli consente una maggiore capacità di assorbire la luce. Sebbene i pannelli fotovoltaici più diffusi siano quelli al silicio, la ricerca tecnologica guarda alla perovskite per ottimizzare la produzione di energia rinnovabile, essendo più efficiente e conveniente.
Nel Progetto, il sistema di supercalcolo ENEA CRESCO COMPUTING LAB è impegnato nelle ricerche sui materiali innovativi per celle a base di perovskite con strumenti numerici avanzati, come i codici ad alto parallelismo. CRESCO è la seconda infrastruttura per ordine di importanza in ambito pubblico in Italia ed è tra i maggiori attori nazionali dell’High Performance Computing (HPC). Operativa presso il Centro ENEA di Portici, vicino Napoli, è in grado di effettuare fino a 1,4 milioni di miliardi di operazioni matematiche al secondo, grazie a 434 nodi di calcolo, per un totale di più di 20.000 core. Dal 2018 nella prestigiosa TOP500, la classifica dei primi 500 supercomputer mondiali, fornisce a tutt’oggi strumenti di simulazione e modellistica di ultima generazione a supporto delle attività di ricerca e sviluppo ed è un punto di riferimento nazionale per enti pubblici, università e imprese ad alto contenuto tecnologico per studi di frontiera su energia, clima, ambiente, nuovi materiali ma anche bioinformatica e sicurezza.
Oltre a CRESCO, ENEA ha messo a disposizione della comunità scientifica, il suo Laboratorio per la realizzazione e la caratterizzazione di dispositivi tandem perovskite/silicio, operativo anch’esso presso il Centro ENEA di Portici, è in prima linea nella ricerca sui nuovi materiali per il fotovoltaico e impegnato in particolare nella realizzazione di celle in perovskite, celle a eterogiunzione di silicio e tandem monolitiche perovskite/silicio. Il laboratorio è inoltre dotato di attrezzature e strumentazioni per la realizzazione e caratterizzazione di materiali e dispositivi.
ENEA è inoltre leader del Work Package 5 “Communication, dissemination, exchange and training” (Comunicazione, diffusione, scambio e formazione) per promuovere la collaborazione tra istituti di ricerca, industria e stakeholder, la diffusione dei risultati del progetto e delle migliori pratiche, la formazione e lo scambio di conoscenze.
Ad oggi, la collaborazione scientifica di VIPERLAB ha consentito 1.000 giorni di accesso alle infrastrutture a circa 80 ricercatori provenienti dal mondo universitario e industriale di oltre 30 Paesi europei. In particolare, i ricercatori hanno potuto esplorare e comprendere le proprietà fondamentali dei materiali in perovskite, sviluppare nuove tecniche di fabbricazione, caratterizzare le prestazioni dei dispositivi e modellarne il comportamento.
Il Progetto, inoltre, ha favorito la nascita di nuove collaborazioni e lo scambio di conoscenze anche tramite l’organizzazione di eventi di networking, workshop, webinar e scuole estive: un’opportunità per i giovani ricercatori per accedere a un alto livello di formazione con esperti del settore, per condividere approfondimenti e discutere gli ultimi sviluppi nelle tecnologie della perovskite.
Altro ambito di rilievo del progetto è la promozione delle attività di ricerca congiunte a livello europeo: caratterizzazioni, studi sull’invecchiamento e test all’aperto dei dispositivi, consentono ai ricercatori di confrontare e convalidare i risultati ottenuti in laboratori diversi, attraverso un approccio collaborativo che garantisce l’affidabilità e la riproducibilità dei risultati della ricerca, aprendo la strada a protocolli standardizzati e alla realizzazione di dispositivi con migliori prestazioni.