Il fotovoltaico a film sottile scopre la stampante inkjet

Le stampanti a getto d'inchiostro potrebbero rivoluzionare il mondo del fotovoltaico a film sottile. Alla Oregon State University, per la prima volta sono riusciti a stampare così una cella di tipo CIGS. Un'innovazione di processo che riduce significativamente gli sprechi di materiali preziosi, con minori costi per questo tipo di celle.

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Le stampanti a getto d’inchiostro consentono ormai ad ognuno di poter stampare in casa con una macchina da poche decine di euro. Ora questa tecnologia low-cost potrebbe rivoluzionare anche il mondo del fotovoltaico e specialmente quello a film sottile. Nei laboratori della Oregon State University hanno scoperto un modo per creare celle fotovoltaiche del tipo CIGS proprio con una stampante a getto d’inchiostro: un nuovo procedimento che riduce del 90% lo spreco delle preziose materie prime e che, di conseguenza, promette una drastica riduzione nei costi di produzione.

La scoperta è raccontata in uno studio pubblicato su Solar Energy Materials and Solar Cell, e già sottoposta a brevetto. Servirà ancora ricerca per perfezionare il procedimento e migliorare l’efficienza delle celle “stampate”, ma le ricadute di questa innovazione nel mondo del fotovoltaico, e in particolare dei moduli a film sottile, potrebbero essere importanti.

Le celle CIGS, a base di rame, indio gallio e selenio, infatti, sono le più efficienti tra quelle usate nella produzione di moduli a film sottile: il record di efficienza di queste celle (cosa diversa dall’efficienza dell’intero modulo), raggiunto al NREL statunitense, è del 19,9%, quasi ai livelli delle celle al silicio. Ma le celle CIGS sono composte anche con materiali rari e preziosi e – finora – con un procedimento relativamente inefficiente: il composto viene depositato sul substrato mediante vapore e in questa fase si spreca gran parte del materiale.

“La tecnologia delle stampanti a getto d’inchiostro – spiega Chih-hung Chang, uno degli autori dello studio – può essere usata per creare pattern precisi con sprechi di materiale ridotti al minimo. Nessuno finora era riuscito a realizzare una cella di tipo CIGS con questa tecnologia”. La cella stampata alla Oregon University per ora ha un’efficienza del 5%, ma il progetto è di arrivare a stampare celle con efficienze almeno del 12%, cosa che le renderebbe commercialmente competitive.

Ma le promesse della stampa a getto d’inchiostro non si fermano alle CIGS: il team sta studiando anche altri composti da poter applicare con questo sistema abbattendo ulteriormente i costi. Molti processi di produzione delle celle fotovoltaiche sono dispendiosi in quanto a tempo o materiali usati, alcuni richiedono l’uso di costosi sistemi per creare il vuoto o sostanze chimiche tossiche. Quello che si sta cercando di fare nei laboratori della Oregon State University è proprio tentare di aggirare questi problemi. La prospettiva a lungo termine è poi quella di riuscire a stampare le celle solari direttamente sui materiali per l’edilizia.

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