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Celle fotovoltaiche economiche grazie a nuovi vetri organici

Celle fotovoltaiche economiche e dispositivi elettronici portatili più efficienti: é quanto promette una nuova ricerca condotta da un’équipe di scienziati della University of Wisconsin-Madison. I ricercatori hanno ideato un metodo che può rendere più produttivi i vetri utilizzati per realizzare i display di molti dispositivi elettronici, come i telefoni cellulari, e le celle solari.

La nuova tecnica per realizzare celle fotovoltaiche economiche è stata descritta sulla rivista scientifica PNAS, Proceedings of the National Academy of Sciences. I ricercatori spiegano che il vetro solitamente è un materiale isotropo, vale a dire che le sue proprietà sono le stesse da ogni direzione. Il vetro può essere realizzato da diversi materiali. Il più comune, quello utilizzato per produrre i comuni vetri delle finestre, è la silice. Ma i vetri possono essere prodotti anche a partire da alcuni metalli, basti pensare al caso dell’ossidiana, un vetro vulcanico che si forma a causa del raffreddamento della lava. I vetri organici vengono realizzati sostituendo alla silice materiali a base di carbonio.

I nuovi vetri organici sviluppati dall’équipe di chimici del professor Mark Ediger hanno le molecole orientate in modo specifico, in piedi o distese. Il diverso orientamento influisce sulle prestazioni e sulla durata dei dispositivi elettronici. A Ediger va il merito di aver scoperto la chiave per il controllo dell’orientamento molecolare nel processo di fabbricazione dei vetri organici. I vetri organici sono utilizzati nei diodi emettitori di luce presenti in molti display, tra cui gli schermi dei cellulari.

Ma gli scienziati pensano ad applicare le loro scoperte anche nel campo del fotovoltaico, creando una nuova generazione di celle fotovoltaiche economiche e più durature. Ediger e i suoi colleghi hanno approfondito un processo noto come deposizione di vapore chimico. Con questo metodo oggi si producono in massa i diodi emettitori di luce organici che compongono i display elettronici dei dispositivi portatili. Il processo avviene in una camera a vuoto in cui le molecole vengono riscaldate ed evaporano, per poi condensarsi in strati ultrasottili su un substrato che va a formare il display luminescente di un cellulare o di un altro dispositivo elettronico. I ricercatori hanno scoperto come modificare l’orientamento delle molecole nel corso di questo processo, al fine di rendere i diodi più efficienti e stabili.

In arrivo una nuova generazione di celle fotovoltaiche economiche e più efficienti

Come ha illustrato lo stesso Ediger:

Stiamo pensando alla prossima generazione di cellule fotovoltaiche economiche ed efficienti. L’uso di vetri organici nelle celle solari finora è stato limitato. Questa tecnologia finora era commercialmente immatura ma ottenere un migliore controllo sulle proprietà del materiale potrebbe avere un grande impatto nel suo sviluppo.

Le celle solari organiche sono più economiche di quelle basate sul silicio cristallino ma non garantiscono al momento le stesse prestazioni in termini di efficienza energetica.

Foto: jeanbaptisteparis via Flickr

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