I ricercatori dell'Università del Michigan hanno sviluppato un processo per ottenere celle solari efficienti, semitrasparenti e scalabili
Una lunga vita per il fotovoltaico organico
(Rinnovabili.it) – Nuovi passi avanti verso la produzione di pannelli solari trasparenti per le finestre degli edifici. A compierli un gruppo di fisici e ingegneri dell’Università del Michigan (UM), negli Stati Uniti. Il team ha focalizzato il proprio lavoro sul fotovoltaico organico, tecnologia che impiega polimeri conduttivi o piccole molecole organiche per l’assorbimento della luce e il trasporto delle cariche. Una soluzione decisamente più economica rispetto al tradizionale fotovoltaico in silicio ma anche meno efficiente, di breve durata e difficile da scalare.
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Ma i ricercatori dell’UM sono riusciti nell’impresa e oggi sono pronti a brevettare e portare la propria invenzione sul mercato. “In linea di principio, ora possiamo scalare le celle solari organiche semitrasparenti fino due metri quadrati, il che avvicina parecchio le finestre [fotovoltaiche] alla realtà”, ha affermato il professore Stephen Forrest, co-autore dell’articolo pubblicato su Joule (testo in inglese).
Negli ultimi anni, il lavoro svolto da Forrest e colleghi ha recuperato alcuni gap chiave nel campo del fv organico raggiungendo efficienze del 10% e una durata di vita di ben 30 anni. A valle di questi risultati il team ha deciso di focalizzarsi sulla produzione di celle e pannelli solari semitrasparenti. In questo campo una delle principali sfide consiste nella creazione di connessione elettriche su scala micron tra le singole celle che compongono il modulo. I metodi convenzionali, infatti, possono facilmente danneggiare gli assorbitori di luce organici.
La produzione di pannelli solari semitrasparenti
Il gruppo ha sviluppato un nuovo metodo di modellazione peel-off multifase. Nel dettaglio ha depositato sottili pellicole di plastica modellandole in strisce estremamente sottili. Quindi, ha deposto gli strati organici e metallici e, successivamente, staccato le strisce di plastica, creando interconnessioni elettriche molto sottili tra le unità.
In questo modo il gruppo ha collegato otto celle solari semitrasparenti, ciascuna di 4 cm quadrati e separate da interconnessioni larghe 200 µm, per creare un unico modulo da 13 cm quadrati. L’efficienza di conversione? Un 7,3% che segna una piccola perdita rispetto al 10% delle singole celle ma che rimane stabile anche aumentando ulteriormente le dimensioni.
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Dotato di una trasparenza prossima al 50% e una sfumatura verdastra, il prodotto si presterebbe fin da subito ad essere integrato nelle vetrine dei negozi. Ma sottolineano gli scienziati è possibile anche raggiungere trasparenze più elevate per il mercato residenziale. L’obiettivo del gruppo è realizzare pannelli solari semitrasparenti e sottili come pellicole e con un’efficienza del 10-15%, da inserire tra i doppi vetri delle finestre. Forrest ritiene che ciò possa essere raggiunto entro un paio d’anni.
