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Scienza: celle solari leggere come una bolla di sapone, arrivano dal Mit e Eni

Un pannello solare a base di silicio, il cui peso è in gran parte dovuto alla copertura in vetro, può produrre circa 15 watt di potenza per chilogrammo di peso, le nuove cellule hanno già dimostrato di poter produrre 6 watt per grammo, circa 400 volte di più

mit celle solari leggere (1)E’ questo il prototipo della new generation di celle solari messo a punto al Massachssetts Institute of Technology (MIT) e finanziato da Eni, attraverso l’Eni-MIT Solar Frontiers Center. Il loro peso è talmente leggero così da poter essere sostenuto da una bolla di sapone inoltre, le celle, sono molto flessibili da poter stare su qualsiasi superficie, da un capello a una camicia o uno smartphone o perfino su un foglio di carta o un palloncino. Lo studio, “In situ vapor-deposited parylene substrates for ultra-thin, lightweight organic solar cells”, è pubblicato su Organic Electronics da Vladimir Bulović, Annie Wang e Joel Jean.

Il team per questo primo prototipo ha utilizzato il parylene, un polimero flessibile, sia come substrato che per la ricopertura, e il DBP, un materiale organico, come strato fotoassorbente primario.

Vladimir Bulović: “La chiave per il nuovo approccio è quello di ottenere con un unico processo la cella solare, il substrato che la sostiene e una ricopertura protettiva per proteggerla dall’ambiente. Il substrato è realizzato in una posizione e non deve essere gestita, pulita, o rimossa dal vacuum durante la fabbricazione, riducendo al minimo l’esposizione alla polvere o ad altri contaminanti che potrebbero degradare le prestazioni della cella. Il passo innovativo è l’aver realizzato che si può far crescere il substrato allo stesso tempo mentre cresce il dispositivo“.

Il parylene è un rivestimento in plastica disponibile in commercio ampiamente utilizzato per proteggere dai danni ambientali i dispositivi biomedici impiantati e i circuiti stampati. L’intero processo avviene in una camera a vuoto a temperatura ambiente e senza l’uso di solventi, a differenza della fabbricazione di celle solari convenzionale, che richiede alte temperature e prodotti chimici. In questo caso, sia il substrato che la cella solare vengono “coltivati” utilizzando tecniche di deposizione di vapori stabilizzati.

il team ha ottenuto le celle solari complete più sottili e più leggere mai realizzate e per dimostrarlo ne hanno inserita una sopra una bolla di sapone, senza scoppiare la bolla. I ricercatori riconoscono che questa cella potrebbe essere troppo sottile per poter essere utilizzata: basterebbe “Un respiro troppo forte si potrebbe soffiarla via – spiega Joel Jean ma i film di parylene con spessori fino a 80 micron possono essere depositati facilmente su attrezzature commerciali di uso comune, senza perdere gli altri benefici della i formazione substrato in linea”.

Un film parylene, flessibile come la pellicola da cucina ma spesso solo un decimo, viene prima depositato su un robusto materiale di supporto, in questo caso, il vetro. Wrang, che da anni lavora col parylene, spiega a sua volta che “Capire come separare in modo pulito il materiale sottile dal vetro era una sfida chiave“.

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Bulović aggiunge: “Abbiamo messo il nostro vettore in un vacuum system, quindi ci abbiamo depositato sopra tutto il resto e quindi abbiamo rimosso tutto. Come la maggior parte nuove invenzioni, sembra tutto molto semplice, una volta che è stato fatto. Ma in realtà lo sviluppo delle tecniche per produrre un procedimento funzionante necessita anni di sforzi“.

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Anche se il team del MIT è convinto che ci vorrà del tempo per sviluppare qualcosa a livello commerciale, nel lungo periodo questo lavoro potrebbe aprire la strada a nuove applicazioni per l’energia solare. “Abbiamo un proof-of-concept che funziona – conclude Bulović – La domanda successiva è: “Quanti miracoli ci vorrannoper renderlo scalabile?” Noi pensiamo di avere davanti del duro lavoro, ma probabilmente non avremo bisogno di miracoli”.


fonte di riferimento: greenreport