Roberta De Carolis Un altro passo verso le finestre fotovoltaiche è stato fatto: un gruppo di ricerca dell’Università del Michigan (Usa) ha sviluppato un modo per produrre celle solari altamente efficienti e semitrasparenti che, almeno in linea di principio, permette di adattarle alle nostre finestre
@Silvia Cardarelli/Università del Michigan
Finestre di casa fatte di celle solari: un altro importante passo è stato compiuto da un gruppo di ricerca dell’Università del Michigan (Usa) che ha trovato un modo per produrre le celle adattabili alle dimensioni normali delle nostre finestre. Se lo studio fosse confermato a livello industriale, sarebbe un incredibile goal per le rinnovabili.
Le tradizionali celle solari a base di silicio sono completamente opache, il che funziona per parchi solari e tetti ma non sarebbe applicabile alle finestre, che devono far passare la luce. Tuttavia, le celle solari organiche possono essere anche trasparenti (ed in effetti altri tentativi sono stati fatti a riguardo).
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Questa tipologia di cella è più “indietro” rispetto alla classica al silicio a causa degli ostacoli di tipo ingegneristico che le rendono meno efficienti e durevoli. Su questo il lavoro dell’Università del Michigan segna un passo avanti in quanto ha registrato efficienza del 10% e una durata stimata fino a 30 anni (cifre record per una cella solare organica).
Una sfida importante, in particolare, è la creazione di connessioni elettriche su scala micron tra le singole celle che compongono il modulo solare: infatti i metodi convenzionali utilizzano i laser per modellare le cellule ma questi possono facilmente danneggiare le molecole organiche responsabili dell’assorbimento della luce.
Il team del Michigan, per ovviare a questo problema, ha sviluppato metodo di modellazione peel-off multifase che ha ottenuto una risoluzione su scala micron: in altre parole i ricercatori hanno depositato sottili pellicole di un materiale plastico in strisce estremamente sottili, quindi anche gli strati organici e metallici e infine staccato le strisce, creando interconnessioni elettriche molto sottili tra le cellule.
@Xinjing Huang/Università del Michigan
In linea di principio, ora possiamo ridimensionare le celle solari organiche semitrasparenti a due metri per due metri – spiega Stephen Forrest, che ha guidato il lavoro – il che avvicina le nostre finestre molto più alla realtà
Nel dettaglio, i ricercatori hanno collegato otto celle solari semitrasparenti, ciascuna di 4 cm x 0,4 cm, e le ha separate da interconnessioni larghe 200 µm, per creare un unico modulo da 13 cm2. L’efficienza di conversione della potenza del 7,3% è stata inferiore di circa il 10% rispetto alle singole celle solari nel modulo, ma questa piccola perdita di efficienza non aumenta con le dimensioni del modulo: pertanto, simili efficienze sono attese anche per i pannelli a scala metrica.
Con una trasparenza prossima al 50% e una sfumatura verdastra, le celle sono adatte per l’uso in vetrine commerciali. E in ogni caso la tecnologia consente il raggiungimento anche si trasparenze più elevate, probabilmente preferite per il mercato residenziale.
@Xinjing Huang/Università del Michigan
L’obbiettivo ora di queste pellicole per vetri che generano energia è di essere trasparenti al 50% circa con un’efficienza del 10%-15% e gli autori ritengono di poter centrare questi numeri entro un paio d’anni. E non solo: la tecnica può anche essere generalizzata ad altri dispositivi elettronici organici e infatti il team la sta già applicando agli OLED per l’illuminazione.
La ricerca che stiamo portando avanti sta valutando la tecnologia in modo che i produttori possano effettuare gli investimenti necessari per entrare nella produzione su larga scala
conclude Forrest.
L’Università del Michigan ha depositato un brevetto e sta già cercando partner per portare la tecnologia sul mercato.
La ricerca è stata finanziata dal Dipartimento dell’Energia degli Stati Uniti e dalla Universal Display Corporation, ed è stata pubblicata su Joule.
Fonti: Università del Michigan / Joule
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