Ribes Tech, la start-up che stampa pannelli fotovoltaici

Tra le grandi innovazioni e promesse giovanili si fa largo Ribes Tech, una start-up nata all’Istituto Italiano di Tecnologia. L’ingegnosa intuizione di stampare pannelli fotovoltaici mediante inchiostri speciali porta l’idea di questi giovani ricercatori ad un passo dalla rivoluzione energetica. Abbiamo chiesto al Dott. Antonio Iacchetti di presentarci la Ribes Tech, la start-up del futuro.

Com’è nata la Ribes Technologies?

Ribes Tech è una start-up innovativa cosituita a Marzo 2016 e che nasce da una collaborazione iniziata cinque anni fa tra OMET e il “Center for Nano Science and Technology” dell’Istituto Italiano di Tecnologia (IIT) di Milano. Da questo incontro è iniziato un percorso comune volto a combinare le competenze tecnologiche nel modo della stampa di OMET, aziende di Lecco leader nella produzione di macchine rotative per la stampa, con il mondo delle nanotecnologie e degli inchiostri nanostrutturati sviluppati nei laboratori di ricerca dell’IIT. Questo incontro di competenze scientifiche ed industriali ci ha permesso di sviluppare un processo innovativo per la realizzare pannelli fotovoltaivi tramite la deposizione per stampa di inchiostri speciali.

In cosa consiste il progetto Solar Print?

Solar Print è il nome del laboratorio congiunto tra OMET e IIT, istituito nel 2011 e che ha messo le basi per la nascita di Ribes Tech.

In che modo viene realizzata la pellicola?

I nostri moduli fotovoltaici sono stampati in grandi volumi su fogli di plastica a basso costo, sono flessibili ed estremamente leggeri (poche centinaia di grammi al metro quadrato). L’aspetto fondamentale del nostro processo di produzione è il poter ricorrere a tecniche di stampa per poter depositare i materiali conduttori e semiconduttori che costituiscono la cella fotovoltaica. I materiali che utilizziamo hanno la proprietà di poter essere sciolti in opportuni solventi e quindi formare inchiostri speciali. Questi inchiostri possono essere compatibili quindi con metodi di stampa rotativa, ovvero utilizzando gli stessi processi industriali con cui vengono attualmente stampati i giornali, le etichette delle bottiglie, i fazzoletti di carta.

Di cosa è fatto il materiale su cui vengono stampate le celle?

Il supporto su cui andiamo a stampare è solitamente il PET, ovvero la stessa plastica con cui si fanno le bottiglie dell’acqua. Su questo film depositiamo diversi strati successivi di materiali semiconduttori organici, ovvero polimeri speciali in grado di condurre la carica elettrica e quindi di assumere un comportamento conduttivo o semiconduttivo. In parole povere: plastiche speciali che a differenza della plastica comune possono condurre la corrente elettrica. Sfruttando materiali polimerici i nostri moduli non includono sostanze tossiche o materiali rari come altre tecnologie fotovoltaiche. Inoltre questi materiali sono compatibili con i metodi di smaltimento e riciclaggio attualmente in uso per i materiali plastici.

Come funzionano le macchine per la stampa? Hanno standard di precisione alti da garantire celle di alta ed omogenea qualità?

La difficoltà principale che dobbiamo affrontare è riuscire a depositare con la stampa strati estremamente sottili e controllati. Questo diventa molto critico se consideriamo che la nostra cella fotovoltaica non è più spessa di un millesimo di millimetro. Per fare un esempio meno di un centesimo dello spessore di un capello umano. Solitamente la stampa di arti grafiche, che è molto precisa sulla dimensione laterale non controlla con una precisione così alta gli spessori e per questo è stato necessario il nostro lavoro di sviluppo.

Sono in grado di funzionare anche con luce artificiale?

Non solo funzionano, ma con la luce artificiale possono essere anche più efficienti di altre tecnologie più mature come i pannelli in silicio che siamo abituati a vedere sui tetti. Questo perché i nostri materiali possono essere facilmente modificati cambiandone il colore, cioè la porzione di luce che la cella può assorbire. Andare a raccogliere esattamente la luce emessa da un certo tipo di lampada. Certamente la luce artificiale trasporta molta meno energia della luce solare, ma spesso questa è sufficiente per certe applicazioni come ade esempio l’alimentazione di sensori elettronici per la domotica o nell’Internet of Things.

In termini di prestazioni, quanto è efficiente la “pellicola”? Di quanta autonomia dispone?

Con luce artificiale, che è dove noi ci stiamo specializzando, possiamo generare alcune decine di microwatt al centimetro quadrato. Può sembrare molto poco ma tutti i sistemi alimentati a batterie hanno consumi analoghi. Con la nostra pellicola potremmo rendere ridurre le batterie con un risparmio in termini di costo e un enorme vantaggio ambientale, considerando che le batterie contengono sempre materiali  tossici e a volte difficili da reperire.

Alla fine della vita utile, la pellicola è riciclabile o presenta problemi di smaltimento?

La nostra pellicola è interamente costituita di plastica. Finita la sua vita può essere riciclata come una qualsiasi bottiglietta d’acqua in un impianto di riciclaggio per la plastica.

In quali settori troverà impiego?

Il primo mercato quello dell’Internet of Things un settore tecnologico che sta avendo grande risalto in questi ultimi anni. Questo riguarda l’insieme di dispositivi, principalmente sensori, connessi in rete ed in grado di comunicare con una centralina o uno smart phone. Un esempio sono i sensori intelligenti nelle nostre case che possono comunicare con lo smartphone per permetterci di controllare da remoto la nostra casa. Altre applicazioni industriali a cui stiamo lavorando sono le etichette elettroniche per supermercati; i sistemi iBeacons (sistemi di localizzazione indoor) i sistemi di riscaldamento domotici. In un secondo momento la nostra tecnologia troverebbe applicazioni di notevole impatto anche nel mondo della moda, delle attrezzature da campeggio e dell’architettura. Pannelli fotovoltaici flessibili possono essere integrati in capi d’abbigliamento per ricaricare smart phones, ad esempio. Oppure si potrebbero realizzare tende da campeggio fotovoltaiche in grado di generare l’energia necessaria ad illuminare la tenda di notte.

A quanto ammonterà il costo del prodotto?

È molto difficile dare delle stime di costo in questo momento. Non esiste nessuna ragione per cui in futuro queste pellicole costino più di una normalissima etichetta di una bottiglia. Attualmente però nessuna grande azienda ancora produce gli inchiostri che noi utilizziamo e dobbiamo affidarci a piccoli gruppo di ricerca che producono inchiostri in piccole quantità in modo non automatizzato e quindi con costi molto elevati. Se però pensiamo ad una piccola cella fotovoltaica di pochi centimetri quadrati sufficiente a sostituire una pila stilo il costo che stimiamo già oggi è inferiore a un euro e quindi compatibile con il costo di una batteria (che però potremmo non dover sostituire mai più). Quando inizieremo a produrre grandi quantità di celle fotovoltaiche poi i costi degli inchiostri scenderanno e potremmo diventare competitivi in nuovi mercati.

CLOSE-UP ENGINEERING, RIPRODUZIONE RISERVATA
Si ringraziano per la collaborazione gli ingegneri Morenita Infante e Lorenzo Rubino.