Secondo uno studio pubblicato nella rivista scientifica Advanced Energy Materials, alcuni ricercatori del laboratorio di ricerca aeronautica (AFRL) , guidati dal Dr. Santanu Bag stanno studiando un approccio tramite la stampa 3D per rendere le celle solari più economiche.”Il sole è abbondante ed è gratuito. Le celle solari possono generare elettricità in modo rispettoso dell’ambiente, ma i costi di fabbricazione attuali sono complessi e rendono la tecnologia molto costosa. Stiamo esaminando nuovi modi per utilizzare materiali e tecnologie di produzione per renderli meno costosi”. ha detto Bag,
Nell’industria emergente dell’energia solare, l‘efficienza è un fattore chiave per il successo, ma è un percorso facile da raggiungere. La ricerca sulle celle solari ha avuto luce all’inizio degli anni Cinquanta, e sostanzialmente la tecnologia di produzione è rimasta complessa. Il silicio puro deve infatti essere estratto da un materiale originale (quarzo o sabbia) e poi trasformato in sottili wafer. Questi wafer di silicio vengono quindi trattati con sostanze chimiche per formare un campo elettrico polarizzato e le cellule sono incapsulate in un sistema di supporto specializzato per costituire un modulo fotovoltaico; Solo allora i moduli (o pannelli solari) raccolgono e trasformano la luce del sole in una corrente elettrica.
Occorrono molte ore di lavoro per la fabbricazione di un pannello e di conseguenza, i costi associati a questo processo produttivo sono rimasti un grave ostacolo alla diffusione dell’energia solare. Consapevoli del problema, il team di Bag ha lavorato per innovare una soluzione. Le celle di silicio utilizzano materiali puramente inorganici, che per natura sono molto duri cosi sono stati studiati materiali facilmente stampabili e allo stesso tempo in grado di catturare la luce del sole.
Iil team di AFRL ,come modello di lavoro, si è concentrato sul concetto di carta da giornale, in cui i rotoli di carta vengono stampati con inchiostro pensando che se avesse potuto stampare un materiale ibrido, organico e inorganico,in grado di raccogliere l’energiao solare avrebbero abbattuto il prezzo.
Le perovskite a film sottile ha dimostrato di avere un’eccellente capacità di assorbimento della luce e una potente efficienza di conversione di energia. Lo studio di Bag si è concentrato in modo specifico di trattare la perovskite attraverso le onde ultrasoniche, per ottenere goccioline di aerosol che possono essere trasferite in un ugello di una stampante 3D a spruzzo aerosol-jet e con l’aiuto di software CAD, il materiale puo’ ricoprire una superficie appropriata, creando una cella solare con una efficienza del 15,4%.
Bag e la sua squadra hanno dimostrato che queste celle solari possono essere stampate su una superficie 3D mantenendo un’efficienza interessante. Le applicazioni sono potenzialmente infinite. Utilizzando questo materiale e il processo di stampa, il metodo di AFRL potrebbe essere utilizzato per stampare celle solari flessibili su abbigliamento. La robotica auto-alimentata, i dispositivi emettitori di luce e persino i sensori flessibili auto-alimentati diventano così applicazioni realizzabili in un futuro prossimo
La squadra, che comprende altri ricercatori, il dottor Michael Durstock, capo del settore delle materie plastiche soft della direzione AFRL e James Deneault, ingegnere di ricerca della Universal Technology Corporation, ha presentato una domanda di brevetto per questa tecnologia
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