Nella ricerca sulle tecnologie fotovoltaiche, uno degli obiettivi principali su cui lavorano istituti di ricerca sparsi in tutto il mondo è la loro accessibilità. In quest’ottica, sono due le strade finora perseguite: aumentarne l’efficienza o ridurne i costi. Ma, dal MIT, arriva un nuovo percorso di ricerca: quello che mira a rendere più leggeri e sottili i pannelli.

Il Massachusetts Institute of Technology, dopo aver studiato i film polimerici e il fotovoltaico 3D, si sta ora concentrando sulla ricerca che porterà a ridurre notevolmente peso e struttura sia delle singole celle, che degli impianti.

Mettendo a punto celle solari più sottili, i ricercatori del MIT assolvono a più funzioni: per prima cosa le rendono disponibili in ambiti applicativi in cui il fattore peso è cruciale, come quello aeronautico o spaziale, oppure per l’uso in aree remote del mondo in via di sviluppo, dove i costi di trasporto di tali tecnologie diventano significativi. In secondo luogo, moduli più leggeri e sottili abbatterebbero una buona parte dei costi di installazione, diventando più funzionali a installazioni veloci. Circa la metà del costo dei pannelli di oggi, spiegano dal MIT, è in strutture di sostegno, sistemi di installazione, cablaggio e di controllo, le spese che potrebbero essere ridotte attraverso l’utilizzo di strutture più leggere.

Il lavoro del MIT si sta orientando su materiali come il grafene o composti chimici come il disolfuro di molibdeno. Il grafene ha attirato l’interesse di molti settori scientifici negli ultimi anni: secondo Jeffrey Grossman, professore associato che lavora al MIT, ha invece delle proprietà incredibili.

Gli strati bidimensionali di grafene, dallo spessore atomico, possono essere utilizzati per creare delle celle solari, che attualmente presentano un livello di efficienza molto basso: solo l’1-2%, a differenza di quelle tradizionali in silicio che arrivano in media al 15-20%. Ma la cella solare formata da due strati misura solo un nanometro di spessore: secondo i ricercatori, la sovrapposizione di questi fogli sottilissimi potrebbe moltiplicare l’efficienza in modo esponenziale.

La cella:

è da 20 a 50 volte più sottile della più sottile cella solare in circolazione. Non si potrebbe fare di meglio attualmente. Le nuove celle solari potrebbero essere in grado di produrre una potenza maggiore di 1.000 volte rispetto al fotovoltaico convenzionale. Ma questo è solo l’inizio: c’ è un intero parco di materiali bidimensionali da studiare. La mia speranza è che questo lavoro ponga le basi per ulteriori ricerche da questa prospettiva.

Un altro vantaggio dei questi materiali 2D è la loro stabilità a lungo termine, anche all’aria aperta: gli altri materiali attualmente in uso per le celle devono invece essere protetti dagli agenti atmosferici da costosi strati di vetro. Grossman ha spiegato:

Questi tipi di materiali sono sostanzialmente stabile all’aria aperta, sotto la luce ultravioletta, e anche in presenza di forte umidità. Inoltre sono estremamente robusti.

Il vero nodo di tali progetti è pero quello della produzione su scala industriale. In questo momento i ricercatori sono impegnati nella modellazioni computerizzata dei materiali ma, assicura Grossman, presto arriveranno risultati sul versante della produzione e della commercializzazione.

La ricerca sul grafene è solo la punta dell’iceberg in termini di utilizzo e sfruttamento delle potenzialità enormi che i materiali 2D possiedono per la produzione di energia pulita.

27 giugno 2013
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MIT
I vostri commenti
alsarago58, giovedì 27 giugno 2013 alle20:04 ha scritto: rispondi »

In realtà l'aumento di efficienza di 1000 volte è riferito al peso, un chilo di questi materiali, se funzioneranno, cioè sarà 1000 volte più efficoente di un chilo di attuale silicio cristallino. Ma il peso è proprio l'ultimo dei problemi del FV....fossero 1000 volte più efficienti per unità di superficie sarebbe tutto un altro paio di maniche...

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