Celle solari tandem perovskite-silicio: la tecnologia è pronta per la produzione di massa?

Per gran parte dell’ultimo decennio, le celle solari tandem perovskite-silicio sono state indicate come una tecnologia capace di portare l’efficienza fotovoltaica oltre i limiti pratici del silicio convenzionale. Nel 2026 questa prospettiva non si basa più soltanto su piccoli campioni di laboratorio. Le efficienze certificate delle celle tandem hanno superato il 35%, le celle di dimensioni industriali hanno oltrepassato la soglia del 30%, i primi moduli commerciali sono stati consegnati ai clienti, sono operative linee pilota automatizzate e diversi produttori affermati stanno preparando capacità produttive sensibilmente maggiori. Esiste tuttavia una differenza importante tra dimostrare che un modulo tandem può essere fabbricato e produrlo con i volumi, la costanza e i costi raggiunti oggi dall’industria del silicio. La tecnologia perovskite-silicio si trova quindi in una fase particolare: è già una realtà commerciale, ma non è ancora un prodotto di largo consumo. Il vantaggio in termini di efficienza è sempre più evidente, mentre durata, resa produttiva, garanzie a lungo termine, gestione ambientale ed economia di fabbrica devono ancora essere dimostrate su milioni di moduli e non soltanto su centinaia o migliaia. Nel 2026 la domanda non è più se le celle tandem possano funzionare, ma se i produttori siano in grado di realizzarle in modo ripetibile, economico e affidabile abbastanza da competere con una filiera del silicio estremamente matura.

Perché le celle tandem perovskite-silicio hanno superato la fase di laboratorio

Il motivo per cui perovskite e silicio vengono combinati è relativamente semplice. Una cella convenzionale al silicio utilizza un solo semiconduttore per convertire la luce solare in elettricità, ma nessun singolo semiconduttore è in grado di sfruttare con la stessa efficacia ogni parte dello spettro solare. I fotoni ad alta energia perdono parte della loro energia sotto forma di calore, mentre quelli a energia più bassa possono non essere assorbiti affatto. Un dispositivo tandem divide il lavoro tra due celle. Il sottile strato superiore in perovskite assorbe la luce visibile a energia più elevata, mentre la cella al silicio sottostante utilizza gran parte della luce a energia inferiore che attraversa il primo strato. In questo modo è possibile trasformare in elettricità una quota maggiore dell’energia solare incidente senza aumentare le dimensioni del pannello. Fraunhofer ISE stima il limite teorico di efficienza di una cella convenzionale in silicio cristallino intorno al 29,4%, mentre un tandem perovskite-silicio adeguatamente progettato potrebbe teoricamente avvicinarsi al 43,3%. Ciò non significa che i prodotti commerciali raggiungeranno il 43%, ma spiega perché i produttori preferiscano aggiungere un secondo strato attivo invece di sostenere costi sempre maggiori per ottenere miglioramenti minimi dal solo silicio.

I progressi nei dispositivi reali sono stati particolarmente rapidi. Nel luglio 2026 LONGi ha annunciato un’efficienza di conversione certificata del 35,5% per una cella tandem silicio cristallino/perovskite, verificata dalla European Solar Test Installation. L’importanza del programma di sviluppo, tuttavia, non riguarda soltanto una piccola cella da record. LONGi ha comunicato anche un’efficienza del 34,3% su un dispositivo da 261 cm² e del 32,2% su uno da 274 cm², dimensioni molto più vicine ai wafer utilizzati nelle moderne fabbriche fotovoltaiche. I risultati dichiarati per i moduli tandem hanno raggiunto il 31,4% e il 29,4% in configurazioni certificate separatamente. Le prestazioni su grandi superfici sono importanti perché un processo efficace su un campione di laboratorio preparato con estrema precisione può comportarsi in modo molto diverso quando il rivestimento deve rimanere uniforme sull’intera superficie di un wafer industriale. Superare il 30% su dispositivi di grandi dimensioni rappresenta quindi un segnale produttivo più significativo rispetto al semplice aumento di una frazione percentuale del record assoluto di laboratorio.

Anche l’attività commerciale è già iniziata. Nel settembre 2024 Oxford PV ha annunciato la prima consegna commerciale di moduli tandem perovskite-su-silicio, inviando pannelli a 72 celle a un cliente statunitense per un impianto su scala utility. I primi moduli destinati al mercato avevano un’efficienza del 24,5% e utilizzavano celle tandem prodotte a Brandenburg an der Havel, in Germania. Oxford PV aveva già dimostrato un modulo tandem a 60 celle, destinato al settore residenziale, con un’efficienza del 26,9% certificata da Fraunhofer CalLab. Nel giugno 2026 l’azienda, insieme a Fraunhofer ISE, ha inoltre presentato moduli tandem con celle shingled e un’efficienza sull’intera superficie del 25,6%: un modulo da tetto da 491 W con una superficie di 1,92 m² e un modulo bifacciale da 546 W con una superficie di 2,13 m². Si tratta di prodotti fotovoltaici riconoscibili come tali e non di piccoli campioni di ricerca. Dimostrano che la tecnologia tandem può superare le fasi di taglio delle celle, interconnessione elettrica, incapsulamento e assemblaggio finale del modulo mantenendo un vantaggio significativo in termini di efficienza.

Cosa significano realmente i dati di efficienza del 2026

I record di efficienza devono essere interpretati con attenzione, perché efficienza della cella, efficienza del modulo ed efficienza media della produzione industriale sono parametri differenti. Una cella da record viene realizzata in condizioni strettamente controllate e può rappresentare il campione migliore ottenuto durante una specifica sessione di ricerca. Un modulo contiene numerose celle interconnesse, oltre a vetro, materiali incapsulanti, cablaggi e aree inattive, per cui la sua efficienza percentuale è normalmente inferiore. La produzione industriale introduce un’ulteriore esigenza: centinaia o migliaia di dispositivi devono rientrare in un intervallo di prestazioni relativamente ristretto. Un record del 35,5%, quindi, non deve essere interpretato come la prova che pannelli da tetto con un’efficienza del 35,5% siano pronti per una distribuzione immediata su larga scala. L’aspetto più importante è che record di laboratorio, celle di dimensioni commerciali e moduli completi stanno progredendo contemporaneamente. La riduzione della distanza tra questi livelli indica che la tecnologia sta diventando sempre più adatta alla produzione e non soltanto capace di generare singoli record scientifici.

Qcells offre un altro esempio utile di questa differenza. Il lavoro dell’azienda sui tandem perovskite-silicio ha portato a una cella con efficienza certificata del 28,6% realizzata su un wafer industriale M10 di dimensioni complete, pari a circa 330 cm². La cella è stata prodotta sulla linea pilota di ricerca e sviluppo dell’azienda in Germania utilizzando processi progettati per essere compatibili con la produzione industriale. La percentuale è inferiore rispetto ai più recenti record ottenuti su dispositivi di piccole dimensioni, ma il formato è molto più rilevante in vista di una futura produzione di fabbrica. Nel luglio 2026 Qcells ha inoltre annunciato una certificazione TÜV Rheinland che confermava il superamento, da parte dei suoi moduli tandem, dei requisiti applicabili IEC e UL relativi a durata e sicurezza, comprese prove concepite per moduli multi-giunzione. La certificazione non garantisce che un modulo funzionerà per 30 anni, ma rappresenta un passaggio essenziale tra le prestazioni di laboratorio e un prodotto che sviluppatori, assicuratori e finanziatori possono valutare seriamente.

Un altro parametro importante è il confronto con il silicio, non soltanto quello tra diversi gruppi di ricerca che lavorano sui tandem. Anche la tecnologia al silicio continua a migliorare. Nel 2026 LONGi ha dichiarato un modulo in silicio cristallino con efficienza del 26,4%, a dimostrazione del fatto che i prodotti tandem stanno competendo con una tecnologia che continua a progredire. Per giustificare l’aggiunta di nuove fasi produttive, una nuova architettura deve offrire qualcosa di più di un vantaggio modesto misurato in laboratorio. Il guadagno deve rimanere significativo anche dopo le perdite introdotte dalla produzione, dall’incapsulamento e da anni di funzionamento all’aperto. Il segnale incoraggiante è che moduli tandem con efficienze nell’ordine della metà del 20% vengono già realizzati, mentre i dispositivi di sviluppo hanno raggiunto valori molto più elevati. Se i moduli di produzione riusciranno ad avvicinarsi al 27%, 28% e infine al 30% senza costi o degrado eccessivi, il vantaggio diventerà significativo per tetti, impianti fotovoltaici a terra e altre applicazioni in cui ogni metro quadrato possiede un valore economico misurabile.

Cosa separa ancora le linee pilota dalla produzione di massa

La principale difficoltà produttiva consiste nel realizzare uno strato di perovskite estremamente sottile e uniforme su una grande cella al silicio ad alta velocità. Nei laboratori è possibile utilizzare tecniche eccellenti per la sperimentazione, ma poco adatte a una fabbrica che deve lavorare migliaia di wafer ogni ora. La produzione industriale richiede metodi di rivestimento o deposizione capaci di utilizzare i materiali in modo efficiente, controllare lo spessore sull’intero wafer e funzionare con regolarità nonostante piccole variazioni di temperatura, umidità, struttura superficiale e caratteristiche delle celle al silicio in ingresso. Anche in questo campo i progressi sono evidenti. Nel 2025 Fraunhofer ISE e KAUST hanno dimostrato un metodo scalabile basato su evaporazione e blade coating, raggiungendo efficienze tandem vicine al 28% e sostituendo lo spin coating da laboratorio con una tecnica più adatta a superfici di grandi dimensioni. Nel 2026 altri ricercatori hanno presentato la close-space sublimation come metodo privo di solventi e compatibile con una produzione ad alta velocità. Nessuna di queste tecniche ha ancora vinto definitivamente la corsa industriale, ma tutte dimostrano che l’attenzione del settore si è spostata dalla possibilità di creare film di perovskite di alta qualità alla capacità di produrli rapidamente e in modo ripetibile.

L’attività delle linee pilota nel 2026 rende il processo di aumento della scala produttiva ancora più concreto. Tongwei afferma di aver avviato nel settembre 2025 una linea pilota completamente automatizzata da 5 MW per tandem perovskite-silicio. Entro agosto 2026 l’azienda ha comunicato un’efficienza superiore al 32,68% su una cella tandem di dimensioni commerciali, un modulo da 776 W nel formato 210-66 e un’efficienza media mensile delle celle della linea pilota superiore al 28%. Il dato medio mensile è particolarmente importante perché riflette una produzione ripetuta e non un singolo dispositivo eccezionale. Tongwei sta lavorando verso una fase pilota più ampia da 100 MW. Anche LONGi ha annunciato piani per una propria linea pilota tandem da 100 MW. Nel maggio 2026 Fraunhofer ISE ha inaugurato il laboratorio Pero-Si-SCALE per aiutare i produttori a trasferire i progetti tandem su wafer fino a 210 × 210 mm utilizzando apparecchiature rilevanti per la produzione industriale. Questi sviluppi indicano che il passaggio successivo non consiste più nel salto diretto da un laboratorio universitario a una fabbrica multi-gigawatt: i produttori stanno introducendo volutamente fasi produttive intermedie nelle quali è possibile misurare resa, velocità e controllo del processo.

Questa fase intermedia è indispensabile perché l’industria del silicio opera oggi su una scala difficile da eguagliare per qualsiasi nuova tecnologia. Le moderne celle e i moduli al silicio vengono prodotti in volumi enormi all’interno di fabbriche perfezionate nel corso di numerose generazioni tecnologiche. Le apparecchiature sono disponibili presso molti fornitori, i flussi delle materie prime sono consolidati, l’automazione è altamente sviluppata e ogni fase produttiva dispone di tolleranze ben conosciute. Un produttore di celle tandem aggiunge nuovi materiali e nuovi passaggi di deposizione continuando al tempo stesso a utilizzare gran parte del processo al silicio esistente. Il maggiore rendimento energetico deve quindi compensare apparecchiature aggiuntive, eventuali riduzioni della velocità produttiva, controlli di qualità più complessi e possibili diminuzioni della resa. Una cella tandem eccezionale quando funziona, ma che richiede di scartare troppi dispositivi difettosi, non può essere competitiva. In questa fase della transizione, la percentuale di resa effettiva in fabbrica potrebbe diventare più importante di un ulteriore record di efficienza ottenuto in laboratorio.

Durata, piombo e affidabilità nel mondo reale

La stabilità a lungo termine rimane uno degli aspetti più frequentemente associati alle perovskiti. I moduli al silicio dispongono di decenni di dati raccolti sul campo, mentre le moderne composizioni di perovskite si sono evolute così rapidamente che non esistono ancora serie storiche operative comparabili. Gli strati di perovskite possono risentire dell’umidità, dell’ossigeno, delle temperature elevate, dell’esposizione ai raggi ultravioletti e dell’illuminazione prolungata. Gli ioni presenti nel materiale possono spostarsi sotto stress elettrico o termico e alcune composizioni ad ampio bandgap possono subire modifiche che riducono le prestazioni. Anche l’ombreggiamento parziale rappresenta un problema perché le celle in ombra possono essere sottoposte a polarizzazione inversa. Uno studio pubblicato su Nature Energy nel 2026 ha affrontato proprio questo tipo di stress e ha dimostrato celle tandem capaci di conservare oltre il 92% dell’efficienza iniziale dopo 1.000 ore sottoposte a una significativa polarizzazione inversa, mentre una stringa multicella di dimensioni maggiori ha mantenuto oltre il 90% dopo 1.000 ore di test legati all’ombreggiamento. Si tratta di un progresso importante, ma 1.000 ore di prove controllate restano diverse da decenni di esposizione a condizioni meteorologiche variabili su un tetto o in un impianto fotovoltaico.

L’incapsulamento è quindi importante quanto la cella attiva. Lo strato di perovskite non deve resistere all’ambiente esterno senza protezione: si trova all’interno di un modulo sigillato composto da vetro, materiali incapsulanti e barriere perimetrali progettate per impedire all’acqua e all’ossigeno di raggiungere i materiali sensibili. Strutture a doppio vetro e sistemi di sigillatura dei bordi più evoluti vengono già utilizzati nei progetti tandem. La certificazione ottenuta da Qcells nel 2026 è significativa perché i moduli dell’azienda hanno superato sequenze di prova riconosciute relative a stress ambientali e sicurezza elettrica, invece di essere valutati unicamente in base all’efficienza iniziale. Anche Oxford PV e Fraunhofer hanno utilizzato strutture vetro-vetro e sigillatura dei bordi nei loro moduli tandem shingled del 2026. Tuttavia, i test standard di qualificazione servono a individuare prodotti deboli entro un periodo di prova ragionevole. Non possono riprodurre ogni possibile combinazione di clima, errori di installazione, ombreggiamento, stress meccanico e invecchiamento che può verificarsi durante una vita operativa di 25 o 30 anni. I produttori avranno quindi ancora bisogno di numerosi dati raccolti all’aperto e di prove solide per sostenere garanzie di lunga durata.

La maggior parte delle composizioni di perovskite ad alta efficienza contiene inoltre una piccola quantità di piombo, aspetto che introduce un ulteriore requisito ambientale. Il problema non è che i pannelli tandem utilizzino quantità enormi di piombo: lo strato attivo in perovskite è estremamente sottile. La questione riguarda ciò che potrebbe accadere se un modulo venisse gravemente danneggiato, esposto all’acqua o smaltito senza un riciclo adeguato. Una revisione pubblicata nel 2026 su Nature Energy ha indicato la gestione del piombo come una condizione importante per una commercializzazione sicura e ha analizzato metodi in grado di trattenere i composti di piombo all’interno di moduli danneggiati, oltre a sistemi di riciclo e recupero dei materiali a ciclo chiuso. Un incapsulamento efficace può ridurre la probabilità di dispersione, mentre strati specifici capaci di legare il piombo possono limitare la quantità rilasciata in caso di rottura del modulo. Per la produzione di massa, tuttavia, queste protezioni devono essere economiche, durevoli e compatibili con il riciclo. I produttori dovranno inoltre rispettare le normative nazionali relative a sostanze chimiche, rifiuti e sicurezza dei prodotti, il che significa che la progettazione ambientale non può essere rinviata fino a quando le prestazioni elettriche saranno completamente risolte.

Dove la tecnologia tandem potrebbe raggiungere per prima una vera scala produttiva

I primi mercati particolarmente adatti ai moduli tandem saranno probabilmente quelli in cui la superficie disponibile è costosa o rigidamente limitata. Un’abitazione con un tetto piccolo, un edificio commerciale con elevato consumo di elettricità, un sito utility con spazio limitato o un impianto in cui terreno e componenti accessori rappresentano costi elevati possono beneficiare in misura maggiore di una maggiore potenza per metro quadrato. Se due moduli occupano la stessa superficie ma uno produce sensibilmente più elettricità, un progetto può richiedere meno strutture di montaggio, cavi e altri componenti per raggiungere una determinata capacità, oppure può semplicemente installare più potenza nello stesso spazio. Per questo motivo i primi prodotti tandem non devono necessariamente eguagliare il prezzo per pannello dei moduli al silicio più economici. Devono invece offrire un vantaggio economico considerando l’intero impianto. L’attenzione iniziale di Oxford PV verso applicazioni utility, tetti premium e utilizzi specialistici segue proprio questa logica: l’elevata efficienza genera il valore più immediato dove spazio, peso o costi di installazione rappresentano un limite concreto.

La tecnologia tandem presenta inoltre un vantaggio importante: non richiede all’industria fotovoltaica di abbandonare il silicio. Le configurazioni commercialmente più avanzate aggiungono una cella superiore in perovskite a una cella inferiore in silicio cristallino, consentendo ai produttori di sfruttare decenni di sviluppo della tecnologia al silicio. Le aziende stanno quindi cercando di rendere le nuove fasi di deposizione compatibili con formati di wafer, moduli e apparecchiature produttive già familiari al settore. Il progetto europeo PEPPERONI, coordinato da Qcells, è stato creato specificamente per sviluppare la produzione industriale di tandem perovskite-silicio, dimostrare moduli efficienti su una scala rilevante per la produzione e migliorare la stabilità operativa fino a raggiungere la durata attesa dal mercato. Il suo obiettivo di lungo periodo punta a una produzione capace di raggiungere la scala dei gigawatt prima del 2030. Questa tempistica è significativa. Anche le organizzazioni che dispongono già di linee pilota tandem non considerano automatico il passaggio dai megawatt ai gigawatt: apparecchiature, velocità di processo, resa e affidabilità devono maturare contemporaneamente.

Il contesto competitivo potrebbe accelerare questa transizione. Oxford PV ha già consegnato prodotti tandem commerciali, Qcells ha raggiunto la fase di certificazione secondo standard riconosciuti, Tongwei gestisce una linea pilota automatizzata, LONGi sta preparando attività produttive su scala maggiore e altri importanti produttori stanno sviluppando propri programmi tandem. Ciò significa che il futuro della tecnologia non dipende più da una singola azienda chiamata a costruire da sola un’intera nuova filiera. Fornitori di apparecchiature, istituti di ricerca e produttori affermati di celle stanno lavorando contemporaneamente su differenti metodi di deposizione e architetture dei dispositivi. La concorrenza può contribuire a ridurre il costo delle apparecchiature e a definire pratiche produttive comuni, ma può anche mettere in evidenza le soluzioni economicamente più deboli. Nella fase successiva, le prove più significative arriveranno dalla produzione ripetibile in fabbrica: efficienza mensile stabile, elevata resa produttiva, bassi tassi di degrado e moduli venduti con garanzie accettabili per sviluppatori e assicuratori. Questi indicatori diranno molto di più sulla maturità commerciale rispetto al semplice numero di annunci relativi a nuovi record di efficienza.

Una valutazione realistica nel 2026 per produttori e acquirenti di impianti fotovoltaici

Nel 2026 la tecnologia tandem perovskite-silicio può essere ragionevolmente considerata pronta per una prima fase di produzione commerciale, ma non ancora per sostituire il silicio convenzionale nell’intera produzione fotovoltaica di massa. La distinzione è importante. Moduli reali sono già stati prodotti e venduti, celle di dimensioni industriali hanno raggiunto efficienze elevate, esistono linee pilota automatizzate e sono stati superati test di qualificazione riconosciuti a livello internazionale. Sono risultati che collocano la tecnologia ben oltre la fase puramente sperimentale. Allo stesso tempo, la capacità produttiva tandem resta molto ridotta rispetto alle fabbriche consolidate del silicio e diverse aziende leader stanno ancora costruendo impianti pilota da 5 MW o 100 MW, invece di stabilimenti multi-gigawatt. Le basi tecniche sono ormai solide; la sostenibilità industriale deve ancora essere dimostrata completamente. In altre parole, il tandem non deve più provare di poter diventare un prodotto. Deve dimostrare che quel prodotto può essere realizzato in quantità enormi, con qualità prevedibile e prestazioni a lungo termine accettabili anche dal settore finanziario.

Per chi acquista moduli solari, ciò significa che i prodotti tandem devono essere considerati per ora un’opzione emergente di fascia alta, non un sostituto automatico di ogni pannello al silicio. I progetti con superficie di tetto o terreno limitata possono beneficiarne prima, perché una maggiore efficienza produce un valore diretto. Anche le prime installazioni utility possono fornire ai produttori i dati operativi necessari. Chi valuta questi prodotti dovrebbe prestare particolare attenzione all’efficienza del modulo misurata da enti indipendenti, alle certificazioni riconosciute di sicurezza e durata, alle condizioni di garanzia, alla reale capacità produttiva del produttore e alle prove derivanti dal funzionamento all’aperto. Un record di efficienza della singola cella, da solo, non è sufficiente. I prodotti più credibili saranno quelli capaci di combinare elevate prestazioni a livello di modulo, risultati dei test trasparenti e un produttore in grado di sostenere una garanzia per decenni. Questo aspetto è particolarmente importante nei primi anni della diffusione commerciale, quando metodi produttivi e composizioni dei materiali cambiano ancora più rapidamente rispetto a quanto accade nella matura industria del silicio.

Per i produttori, i prossimi anni determineranno probabilmente la velocità con cui il tandem entrerà nel mercato principale. Il limite scientifico è abbastanza elevato da giustificare gli investimenti e l’efficienza non rappresenta più la principale incognita. La priorità è ora la ripetibilità: rivestimento uniforme su wafer di dimensioni complete, elevata resa di fabbrica, lavorazione rapida, incapsulamento stabile, gestione controllata del piombo e funzionamento affidabile in presenza di calore, umidità, radiazioni ultraviolette e ombreggiamento parziale. Se le linee pilota da 100 MW riusciranno a dimostrare queste caratteristiche e a trasformarsi in fabbriche da gigawatt senza perdere il vantaggio in termini di efficienza, i tandem perovskite-silicio potrebbero diventare una tecnologia fotovoltaica commerciale importante prima della fine del decennio. Se invece durata o costi produttivi continueranno a creare problemi, l’adozione potrebbe rimanere più a lungo concentrata nelle applicazioni premium e in quelle con spazio limitato. Le informazioni disponibili nel 2026 giustificano quindi un cauto ottimismo, non l’idea di una sostituzione immediata dell’intero settore: la produzione di massa ha mosso i primi passi, mentre la vera maturità ad alto volume rappresenta ancora il prossimo grande traguardo.