Celle solari low cost? La soluzione si chiama inchiostro elettronico

Superati gli ostacoli tecnici nella ricerca di un metodo produttivo per l’inchiostro di silicio, economico ed ecofriendly

(Rinnovabili.it) – “Immaginate un mondo in cui ogni bambino di paesi in via di sviluppo possa imparare a leggere e a svolgere compiti di matematica da un touch pad che costa meno di 10 dollari o celle solari per un impianto domestico che finalmente siano più convenienti dei combustibili fossili”. E’ così che Uwe Kortshagen, professore di ingegneria meccanica all’Università del Minnesota, cerca di spiegare le potenzialità della nuova ricerca condotta in collaborazione con il National Renewable Energy Laboratory. La squadra di scienziati ha studiato un modo per migliorare la produzione degli inchiostri di silicio, una delle ultime innovazioni che hanno contagiato la ricerca fotovoltaica ed elettronica a livello mondiale.

L’appeal di questa soluzione tecnologica è facilmente spiegato: l’inchiostro elettronico, come spesso è chiamato, può essere stampato su qualsiasi superficie senza l’uso di macchinari particolari, creando celle ultra-sottili ma con la stessa efficienza di quelle tradizionali e raddoppiando i tempi di produzione rispetto alle tecnologie convenzionali. Il vero limite di questo prodotto è il costo produttivo, dal momento che richiede processi costosi e tossici per stabilizzare le molecole. Il lavoro di Kortshagen e colleghi ha cercato di risolvere il problema sperimentando un nuovo metodo di fabbricazione. L’approccio ha innanzitutto eliminato la necessità di drogare il silicio, tecnica che comunemente viene usata per migliorare le proprietà elettriche, e risparmiato l’impiego di ligandi, molecole organiche che permettono agli inchiostri di nano particelle di conservarsi a lungo ma che di contro, rilasciano diversi componenti nocivi nelle operazioni di stampaggio.

Per ottenere gli stessi risultati, il team ha impiegato un gas ionizzato, chiamato plasma non termico, che non solo ha permesso loro di produrre nanocristalli di silicio, ma anche di coprirne le superfici con uno strato di atomi di cloro. Questo strato superficiale è fondamentale dal momento che induce un’interazione con molti dei solventi utilizzati permettendo la produzione di inchiostri di silicio stabili con un’eccellente conservabilità. Inoltre questi solventi portano a drogaggio del silicio, in grado di determinare una conducibilità elettrica 1.000 volte più elevata.