Pellicole di celle solari grazie alla tecnologia inkjet

Celle solari ad alte prestazioni, realizzate su pellicola e con bassi costi di produzione potrebbero presto diventare realtà grazie ad una ricerca della Oregon State University che ha studiato l'impiego della tecnologia inkjet per ridurre i materiali di scarto dovuti alla produzione.

Chih-hung Chang, professore di ingegneria biologica ed ambientale per la OSU, ha commentato: "E' una strada molto promettente e può essere un'importante tecnologia da aggiungere al campo dell'energia solare. Fino ad ora nessuno è stato in grado di creare dispositivi solari CIGS impiegando la tecnologia a getto di inchiostro". Chang spiega che tra i materiali ideali per la realizzazione delle celle solari ve ne sono alcuni, come l'indio, che sono piuttosto costosi e che, pertanto, sarebbe opportuno evitare di sprecare durante i processi di produzione.

Attualmente uno dei composti più promettenti per l'industria dell'energia solare è chiamato, appunto, CIGS dalle iniziali dei nomi inglesi degli elementi che lo compongono: rame (Copper), indio (Indium), gallio (Gallium) e selenio (Selenium). Si tratta di un composto con un'elevata efficienza di conversione: uno strato di CIGS di un paio di micron è in grado di convertire l'energia dei fotoni con un'efficienza pari a quella di uno strato di silicio dello spessore di 50 micron.

Il nuovo approccio consente di ridurre in maniera considerevole i materiali di scarto, al contrario di quanto avviene con i processi di deposizione in fase di vapore dove una larga parte del materiale viene sprecata nel processo di produzione. La tecnologia inkjet può invece essere utilizzata per creare un motivo (o patterning) molto preciso con pochissimo scarto.

I ricercatori sono stati in grado di realizzare un inchiostro per stampare il composto CIGS su appositi substrati, ottenendo una pellicola capace di un'efficienza energetica del 5%. La ricerca si occuperà ora di migliorare il composto e la tecnica di stampa in maniera tale da incrementare l'efficienza di conversione energetica: l'obiettivo minimo è raggiungere un tasso del 12% che permetterebbe così di rendere commercialmente proponibili le celle solari realizzate con questa tecnologia.

Parallelamente a questo studio, il professore associato di ingegneria chimica Greg Herman, sta portando avanti un progetto di ricerca per individuare altri composti chimici che possano essere utilizzati con la tecnologia inkjet ed abbiano un costo inferiore a quello dei composti CIGS.

L'obiettivo ultimo dei ricercatori dell'OSU è quello di riuscire a mettere a punto una tecnica di produzione economica e di basso impatto sull'ambiente per realizzare celle solari ad elevata flessibilità di impiego in maniera tale da aprire nuovi scenari per l'energia solare.