Storia del fotovoltaico: da Becquerel a oggi

Il fotovoltaico non nasce come risposta al cambiamento climatico: nasce da un esperimento di fisica del 1839, passa dallo spazio prima che dai tetti, e diventa economico solo perché un mercato — quello tedesco, poi quello cinese — lo ha fabbricato a scala industriale. La storia della tecnologia spiega perché costa quello che costa oggi.

Chi ha scoperto l'effetto fotovoltaico?

Fu Edmond Becquerel, un fisico francese di appena 19 anni, nel laboratorio del padre a Parigi. Nel 1839 immerse due elettrodi di platino in una soluzione acida, uno dei quali ricoperto di cloruro d'argento, e osservò che illuminandoli si generava una piccola corrente elettrica — più forte con certi colori di luce che con altri. Presentò la scoperta all'Académie des Sciences lo stesso anno. Non era ancora una cella solare nel senso moderno — un dispositivo elettrochimico, non a stato solido — ma è il principio fisico su cui si basa ogni pannello di oggi, ed è per questo che si parla ancora di «effetto Becquerel».

Quando è nata la prima cella solare pratica?

Il 25 aprile 1954, ai Bell Telephone Laboratories nel New Jersey. Tre ricercatori — Daryl Chapin, Calvin Fuller e Gerald Pearson — stavano cercando un'alimentazione affidabile per apparati telefonici in zone remote e umide, dove le pile a secco si esaurivano in fretta. Scoprirono, in parte per caso, che il silicio drogato in un certo modo era molto sensibile alla luce. Il primo modulo, otto celle in miniatura, convertiva circa il 6% della luce solare in elettricità — un salto enorme rispetto alle celle al selenio precedenti, che non arrivavano all'1%. Il giorno dopo il New York Times lo mise in prima pagina.

Perché lo spazio, prima dei tetti?

Perché nello spazio il costo per Watt non contava: contava solo che l'alimentazione durasse. Il 17 marzo 1958 gli Stati Uniti lanciarono il satellite Vanguard 1, grande poco più di un pompelmo, con sei piccole celle Bell montate sul corpo sferico accanto a una batteria chimica di riserva. La batteria chimica si esaurì in circa venti giorni. Le celle solari continuarono ad alimentare il trasmettitore per circa sette anni. Fu la prova, difficile da ignorare, che il fotovoltaico funzionava — e per i vent'anni successivi il suo mercato principale restò quasi esclusivamente quello spaziale e militare, troppo caro per qualunque altro uso.

Cosa ha portato il fotovoltaico fuori dallo spazio?

L'embargo petrolifero arabo del 1973. La crisi energetica che ne seguì spinse per la prima volta governi e aziende occidentali a guardare al solare come a un'alternativa strategica, non solo come a un capriccio da laboratorio. Negli Stati Uniti il Department of Energy nasce nel 1977, e nello stesso anno nasce il Solar Energy Research Institute — oggi NREL, ancora il punto di riferimento mondiale per la ricerca fotovoltaica. Il primo standard sul riacquisto dell'energia in eccesso da parte delle utility (PURPA, 1978) getta le basi di quello che diventerà, decenni dopo, il net metering.

Come è diventato così economico?

Con una curva di apprendimento fra le più ripide mai osservate in un settore industriale. Nel 1976 un modulo fotovoltaico costava, in dollari costanti, circa 106 $ per Watt. Nel 2019 il prezzo era sceso a 0,38 $/W — una riduzione del 99,6% in 43 anni. La regola empirica che descrive questo calo: ogni volta che la capacità produttiva mondiale raddoppia, il prezzo scende in media del 20% circa.

Scala non proporzionale nel disegno: la barra del 2019 è arrotondata per restare visibile. Il rapporto reale è di oltre 270 a 1.

Che ruolo ha avuto la Cina?

Decisivo, e in due tempi. Prima la Germania: alla fine degli anni '90 i suoi incentivi generarono una domanda interna che l'industria tedesca da sola non riusciva a soddisfare, e capitale ed esperienza tecnica tedeschi contribuirono ad attrarre la manifattura cinese. Poi la scala: tra il 2006 e il 2013 la quota cinese della produzione mondiale di celle passò dal 14% al 60%, con una crescita del fatturato delle aziende solari cinesi di circa il 76% l'anno. Oggi la Cina produce oltre l'80% del fotovoltaico mondiale in ogni fase della filiera — vedi chi produce i pannelli solari oggi.

A che punto siamo con l'efficienza?

Il limite fisico per una singola giunzione di silicio (limite di Shockley-Queisser) è circa il 33,7%. Le celle commerciali di oggi viaggiano tipicamente fra il 21% e il 24%; il record di laboratorio per il silicio cristallino puro è del 27,81%, certificato nel 2025. La strada per andare oltre quel limite fisico passa dalle celle tandem, che impilano due materiali diversi: una cella tandem perovskite-silicio ha raggiunto il 34,85% di efficienza, certificato dal NREL nell'aprile 2025 — il primo superamento stabile del limite della singola giunzione su un dispositivo di laboratorio.

Le tappe, in ordine

Fonti: ETHW — First Practical Photovoltaic Solar Cell · Our World in Data — Solar PV panel prices · IEA — Solar PV Global Supply Chains · LONGi — record di efficienza tandem