Dal MIT arrivano le celle solari ultraleggere
Sono così leggere che non riuscireste ad accorgervi che sono sulla vostra camicia o sul vostro notebook. Hanno uno spessore pari a due micrometri e sono in grado di generare 6 watt per grammo, un’efficienza 400 volte superiore alle celle solari tradizionali.
MIT Ultrathin Solar, Close-up Engineering, Credits: Joel Jean and Anna Osherov
“Potrebbero essere così leggere da non accorgervi che sono sulla vostra camicia o sul vostro notebook” – dice Vladimir Bulovic del MIT (Massachusetts Institute of Technology) – “Queste celle potrebbero rappresentare degli add-on per strutture esistenti.”
Immaginate delle celle solari sottilissime, flessibilissime e leggerissime da poter essere collocate su qualsiasi materiale o superficie compresi gli oggetti della vita quotidiana: il cappello, la camicia, lo smartphone ma anche su un foglio di carta o un palloncino di elio. I ricercatori del MIT ci sono riusciti e lo hanno dimostrato: anche se lo sviluppo di tale tecnologia può richiedere diversi anni per sbarcare sul mercato, la ricerca apre già le porte a quella che sarà una rivoluzione dell’energia pulita senza contare i numerosi dispositivi portatili che ne potrebbero venir fuori.
La ricerca è stata descritta in un articolo del professor Vladimir Bulovic, della ricercatrice Annie Wang e dello studente di dottorato Joel Jean, pubblicato sulla rivista Organic Electronics. Bulovic sostiene che la chiave per garantire un nuovo approccio di queste nuove celle solari sia il substrato che le sostiene, creato per proteggere la cella dai fattori ambientali, il tutto sintetizzato in un unico processo: il substrato non deve essere rimosso durante la fabbricazione per ridurre al minimo l’esposizione alla polvere o altri agenti contaminanti che potrebbero incidere sulle prestazioni della cella.
Credits: Joel Jean and Anna Osherov
Per questo primo esperimento il team ha utilizzato un polimero flessibile, comune denominato parylene, per la realizzazione del substrato mentre per il rivestimento esterno è stato utilizzato un materiale organico chiamato DBP, noto come diisobutiliftalato un solvente utilizzato anche nel riciclaggio della carta. L’intero processo è avvenuto in una camera a vuoto a temperatura ambiente e senza l’uso di altri solventi all’infuori del DBP, come avviene invece nella fabbricazione di celle solari convenzionali, che richiedono alte temperature e prodotti chimici.
Il gruppo sottolinea che la scelta dei materiali è stata solo una prova e che, per il processo di fabbricazione, potrebbero essere utilizzati per gli strati di substrato e incapsulamento, diversi tipi di materiali tra cui la perovskite. Per dimostrare quanto sottile e leggera la nuova cella, i ricercatori l’hanno appoggiata delicatamente sulla cima di una bolla di sapone. “Se si espira con decisione, si potrebbe farla volare via” – spiega Joel Jean.
Quanto sono sottili le celle?
Lo stadio finale della cella, che comprende substrato e rivestimento, ha uno spessore pari ad un cinquantesimo dello spessore di un capello umano e un millesimo dello spessore di celle tradizionali – in termini scientifici si tratta di due micrometri di spessore – ma i ricercatori assicurano che sono più efficienti nel trasformare la luce solare in energia elettrica rispetto alle celle tradizionali: mentre queste ultime generalmente producono circa 15 watt di potenza per chilogrammo di peso, le nuove cellule hanno già dimostrato di essere in grado di generare una potenza di 6 watt per grammo – circa 400 volte superiore.
La ricerca è stata sostenuta da Eni SpA attraverso l’Eni-MIT Solar Frontiers Center e dalla National Science Foundation.