Dal MIT celle fotovoltaiche resistenti ed economiche

Dal MIT celle fotovoltaiche resistenti ed economiche

I ricercatori del MIT sviluppano un nuovo processo di produzione per le celle fotovoltaiche che possono essere stampate su comuni materiali come carta e tessuto

di Andrea Bai pubblicata il , alle 14:09 nel canale Scienza e tecnologia
 

Un gruppo di ricercatori del Massachussets Institute of Technology ha sviluppato una nuova tecnica per la realizzazione di celle fotovoltaiche tramite la stampa su carta, tessuto e plastica in maniera economica e semplice.

La tecnica rappresenta un approccio piuttosto distante dalle tecniche impiegate ad oggi per la realizzazione delle celle solari, che richiedono l'esposizione dei substrati a condizioni piuttosto particolari, in termini di elevate temperature e liquidi potenzialmente dannosi. Il processo di stampa ideato dai ricercatori del MIT si basa su una tecnica di CVD - chemical vapor deposition e avviene a temperature inferiori i 120°C, permettendo così l'impiego di materiali quali stoffa e carta come substrato per la stampa delle celle solari.

Il processo, che viene illustrato solo sommariamente, avviene in condizioni di vuoto e prevede la deposizione di cinque strati di materiali in passate successive, impiegando un'apposita maschera per formare il pattern delle celle sulla superficie. Si tratta, però, di un processo che viene grossomodo già impiegato in diversi settori dell'industria per la produzione, ad esempio, degli involucri di confezionamento di alcuni alimenti e che, pertanto, può essere gestito in maniera economica su vasta scala.

L'aspetto più interessante di questa tecnica di produzione risiede nella possibilità di realizzare celle solari particolarmente resistenti, che possono essere arrotolate o piegate e conservare comunque la loro piena funzionalità. A tal proposito i ricercatori hanno dimostrato con un esperimento che una cella prodotta con questa tecnica può essere arrotolata per un migliaio di volte senza che vi sia alcuna compromissione sensibile delle sue prestazioni. Ma gli esperimenti per saggiare la robustezza di queste celle non si sono fermati qui: i ricercatori hanno infatti inserito una di queste celle in una stampante laser, effettuando una normale stampa sulla superficie fotovoltaica. La cella ha continuato ad operare anche dopo essere stata soggetta alle elevate temperature del processo di stampa a laser. La possibilità di impiegare carta, tessuto o pellicole di PET come substrato per la produzione di celle fotovoltaiche consente inoltre di raggiungere un importante traguardo per quanto concerne i watt per chilogrammo.

La possibilità di realizzare celle solari con questa tecnica consente di ottenere inoltre un notevole abbassamento dei costi di produzione, in quanto con le tecniche di produzione attuali spesso i componenti inattivi, come il substrato ed i supporti, arrivano ad avere un costo anche doppio rispetto agli elementi attivi. In questo modo le celle solari potrebbero essere integrate direttamente, ad esempio, nella carta da parati o nelle tende delle finestre, aprendo la strada a numerosi ambiti di applicazione. Nel caso di impieghi all'aperto sarebbe inoltre possibile ricoprire la carta con laminati standard, per proteggerla dagli eventi atmosferici.

Il prossimo passo di questa ricerca è il miglioramento dell'efficienza della cella, dal momento che negli esperimenti condotti dai ricercatori del MIT è stato possibile raggiungere un'efficienza energetica dell1% circa. L'impiego di altri materiali fotosensibili dovrebbe consentire un incremento delle prestazioni.

11 Commenti
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khraunchek13 Luglio 2011, 14:20 #1

Interessante ma....1%...

Tutto molto interessante fino a scoprire l'efficienza dell'1%... Ok, è migliorabile, ma se anche per assurdo la quadruplicassero, si arriverebbe al 4%... Sicuramente interessante per applicazioni specifiche in piccoli dispositivi, ma certamente non interessante per la produzione di quantità di energia rilevanti per i consumi di abitazioni/industrie....
Ma7z013 Luglio 2011, 15:17 #2
Ma... pensi che per quelle comuni al silicio siano partiti da efficienze diverse?
Notturnia13 Luglio 2011, 20:50 #3
ma.. abbandonare questo sistema ridicolo per andare su sistemi alla spagnola con sale e vapore no ?.. troppo semplice ed efficace ?..

bah.. sta storia delle celle fotovoltaiche e dei loro rendimenti infimi è folle.. e c'è chi pure ci credere e spreca soldi..

http://it.wikipedia.org/wiki/Planta_Solar_20
bagnino8913 Luglio 2011, 21:04 #4
Originariamente inviato da: Notturnia
ma.. abbandonare questo sistema ridicolo per andare su sistemi alla spagnola con sale e vapore no ?.. troppo semplice ed efficace ?..

bah.. sta storia delle celle fotovoltaiche e dei loro rendimenti infimi è folle.. e c'è chi pure ci credere e spreca soldi..

http://it.wikipedia.org/wiki/Planta_Solar_20


Certo, ma non puoi piazzare un sistema solare a concentrazione sul tetto di una casa...

Anche perché parliamo di problematiche molto diverse, e assolutamente non alla portata del settore civile.
Notturnia13 Luglio 2011, 22:38 #5
@bagnino89.. lo so che non parlo di soluzioni dannose come quella del tetto di casa..


Io ragiono a livello nazionale.. cosa sia meglio per la nazione e non per l'egoismo del singolo..

la distribuzione di tetti fotovoltaici piccolini sulle case è solo che dannosa per la collettività..

se il problema è l'ecologia allora la soluzione sono le centrali fuori dalla portata del civile.. se il problema è far finta di essere ecologici e fregarsene dei problemi del sistema globale allora van bene i tetti fv..

ma io ragiono diversamente.. l'italia avrebbe speso la metà se avesse vietato i tetti e avesse fatto centrali come quella che ho linkato portando il doppio della produzione che l'FV genera a metà della spesa.. e questo sarebbe stato ecologico ed economico..

tutto qua.. dipende qual'è il problema e qual'è il motivo per cui lo si risolve.. io penso al problema nazionale.. la soluzione sono le centrali.. non i giocattoli..
Il_maca14 Luglio 2011, 08:14 #6
Originariamente inviato da: Notturnia
ma io ragiono diversamente.. l'italia avrebbe speso la metà se avesse vietato i tetti e avesse fatto centrali come quella che ho linkato portando il doppio della produzione che l'FV genera a metà della spesa.. e questo sarebbe stato ecologico ed economico..


<<L'impianto che sorge a fianco del suo predecessore (la torre PS 10, potente circa la metà è la torre solare più potente al mondo [1] [2] con una potenza di 20 megawatt.>> [cit. Wikipedia]
L'impianto ha un'estensione di: 120 m² e produce 20MW.
fabbisogno elettricità in tempo reale
abbiamo bisogno in media di 30-40 mila MegaWatt...30'000'000'000-40'000'000'000...
Fai due calcoli e scopri quante centrali servono, a occhio e croce, e poi moltiplica il numero di centrali per la loro estensione. Essere ecologici non significa solo produrre e risparmiare energia senza emissioni, ma significa, anche, non intaccare il paesaggio naturale e nemmeno andare a rovinare gli squilibri economici sostituendo i campi agricoli con i campi fotovoltaici. Di energia ne abbiamo davvero bisogno, ma purtroppo non te ne puoi cibare!
Io sono a favore del fotovoltaico distribuito, ovviamente fatto con intelligenza: è inutile tappezzare la propria casa di celle fotovoltaiche se poi sprechiamo tutta la corrente per il climatizzatore (freddo e caldo) perchè la casa non è coibentata. E' un esempio banale, ma penso che il tutto deve essere studiato a fondo, e fatto in modo tale che ci sia la massima produzione, e il minimo consumo: solo così è concepibile il fotovoltaico distribuito. Altrimenti è solo dannoso, come dici tu.E penso anche che bisogna investire anche sull'eolico (evitando che la mafia ci si ficchi in mezzo, come in molise) in quanto vedo 2 'girandole eoliche' private vicino a casa che stanno costantemente a girare, e non vivo in una zona ventosa (sono del tipo nuovo con la pala direzionale). Per concludere: tutto è concepibile se fatto a regola d'arte, ma noi in Italia stiamo...
ervin8914 Luglio 2011, 14:07 #7
sinceramente non capisco tutta questa avversione nei confronti dei pannelli fotovoltaici.sicuramente non è ancora una tecnologia matura ma ricordiamoci che produce energia per decine di anni senza alcun tipo di carburante e richiedono solo la loro pulizia.
il discorso delle torri mi sembra molto interessante,producono una gran quantità di energia occupando poco spazio (relativamente ad altre tecnologie di produzione) e poi funzionano col sole,senza produrre alcun tipo di gas inquinante,questo in ottica futura è importante.
ho guardato il link sul consumo istantaneo in italia,il picco era di 50000MW e facendo un rapido calcolo,ipotizzando di voler produrre la metà di questa energia (25000MW) l'area occuata sarebbe circa un quadrato di 10km di lato (conto a spanne,l'impianto ps20 occupa 75000 metri quadri) e sinceramente non mi sembra così esagerato,soprattutto per i benefici che porta.
ciczimz16 Luglio 2011, 08:35 #8
Originariamente inviato da: ervin89
sinceramente non capisco tutta questa avversione nei confronti dei pannelli fotovoltaici.sicuramente non è ancora una tecnologia matura ma ricordiamoci che produce energia per decine di anni senza alcun tipo di carburante e richiedono solo la loro pulizia.
il discorso delle torri mi sembra molto interessante,producono una gran quantità di energia occupando poco spazio (relativamente ad altre tecnologie di produzione) e poi funzionano col sole,senza produrre alcun tipo di gas inquinante,questo in ottica futura è importante.
ho guardato il link sul consumo istantaneo in italia,il picco era di 50000MW e facendo un rapido calcolo,ipotizzando di voler produrre la metà di questa energia (25000MW) l'area occuata sarebbe circa un quadrato di 10km di lato (conto a spanne,l'impianto ps20 occupa 75000 metri quadri) e sinceramente non mi sembra così esagerato,soprattutto per i benefici che porta.


Un quadrato di 10 km di lato oppure una striscia di 100km di lunghezza x 1 km di larghezza... detto così fa più effetto si tratterebbe di un'opera dai costi immani, e probabilmente il realizzarla produrrebbe inquinamento.
Se poi consideri che questa tipologia di centrale non eroga energia quando c'é il cielo coperto, di notte, e non ne eroga di sera quando c'é una richiesta molto elevata... poi non stiamo considerando l'enorme mole di energia che occorrerebbe per muovere un futuro parco di auto elettriche, attualmente movimentate dal petrolio
Rossi8816 Luglio 2011, 10:09 #9
Per quanto riguarda la richiesta maggiore di energia quando non c'è il sole io mi domando se sia possibile utilizzare l'energia prodotta in eccesso di giorno per immagazzinarla ed utilizzarla quando serve. Ad esempio utilizzare questa energia per far risalire l'acqua nei bacini a monte e sfruttare l'idroelettrico in maggior misura quando serve. Mi sembra che ciò sia già la normalità, di notte le centrali convenzionali producono tanta energia che "non serve" ed è immagazzinata in questo modo, l'Italia compra anche energia dall'estero che sfrutta così. Sempre a quanto mi sembra di aver sentito.

Non voglio dire che questo sia la soluzione definitiva ma per il problema che il maggior consumo sia in ore in cui non c'è il sole si può trovare qualche escamotage.

Io comunque personalmente punto sulla fusione nucleare (riuscirò a vedero una produzione di massa di energia con centrali a fusione nucleare prima di esser morto? , se ne parla ormai da decenni...
mantelvaviz17 Luglio 2011, 11:30 #10
sempre in OT ma rispondendo ai dubbi di cui sopra: le centrali solari termodinamiche (quelle a "sali e vapore" come pensate da Rubbia per intenderci) hanno un'inerzia termica che arriva a 8 ore quindi possono fornire energia quasi 24/7

riguardo all'uso di superficie territoriale di un impianto solare di tale tipologia cito lo stesso Rubbia: "Per rifornire di elettricità un terzo dell'Italia, un'area equivalente a 15 centrali nucleari da un gigawatt, basterebbe un anello solare grande come il raccordo di Roma"

fate vobis

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