Una cella solare bifacciale a film sottile

La Corea è tutta tesa a scoprire nuove tecnologie e a migliorare quelle esistenti, specialmente per la produzione domestica di energia elettrica. La volta scorsa abbiamo visto come si cerchi di produrre energia sfruttando lo sgocciolio di un rubinetto e ora è la volta di una cella solare semitrasparente da applicare sui vetri delle proprie finestre.



Cella bifacciale su una finestra
(Fare clic sulla figura per vedere un articolo, in inglese, sull’argomento)
U

n gruppo di ricercatori coreani ha sviluppato una cella solare a film sottile bifacciale e a basso costo in grado di produrre energia elettrica utilizzando la luce solare e l’illuminazione degli interni, creando così la possibilità di un uso pratico con porte e finestre.

Una tecnologia all’avanguardia

Il Centro di ricerca per l’energia pulita, affiliato con l’Istituto coreano di scienza e tecnologia (KIST), ha detto che per la prima volta hanno sviluppato una cella solare a film sottile bifacciale di rame indio gallio selenio (CIGS) in grado di produrre elettricità assorbendo i raggi del sole dall’esterno della casa e contemporaneamente dalla luce dell’illuminazione interna.

Il gruppo di ricercatori del Centro di ricerca per l’energia pulita, guidato dal dottor Min Byoung-koun, ha detto che sono stati in grado di sviluppare la tecnologia delle celle solari CIGS traslucide e bifacciali facendo uso di un processo di rivestimento a basso prezzo che può stampare leghe di semiconduttori.

Una cella solare CIGS a film sottile di solito si riferisce a una cella solare che usa un materiale semiconduttore ‒ rame, indio, gallio o selenio ‒ come sostanza in grado di assorbire la luce. Questa volta, però, il gruppo di ricerca ha usato lo zolfo al posto del selenio come modo per aumentare la tensione e favorire il rapporto di trasparenza applicando il processo di soluzione.

I ricercatori hanno utilizzato celle solari CIGS a film sottile per sviluppare in una porta o una finestra dei “fotovoltaici integrati negli edifici (building-integrated photovoltaics - BIPV)”. Il gruppo è riuscito a sviluppare la nuova tecnologia facendo uso di una soluzione a basso prezzo e di un substrato di vetro, rivestendolo di strati conduttivi quali l’ossido di indio e stagno, ovvero di ossido di indio drogato con stagno, che è trasparente e incolore in applicazioni sottili. I BIPV sono materiali fotovoltaici che possono sostituire i materiali da costruzione convenzionali nella parte del tetto, del lucernario o della facciata.

Vantaggi delle finestre nella produzione di energia elettrica

I risultati della ricerca sono stati annunciati il 18 marzo 2014 in linea su Scientific Reports, un’importante pubblicazione di ricerca da parte degli editori della rivista Nature. L’articolo, contribuito dal gruppo del Centro di ricerca per l’energia pulita ha il titolo “Film sottili di calcopirite stampabili con ampia banda per la produzione di energia in applicazioni per finestre [Printable, wide band-gap chalcopyrite thin films for power generating window applications]”.

“I film composti di calcopirite (CuInGaS2, CIGS) stampabili con ampia banda sono stati sintetizzati su substrati di ossido conduttivo trasparente”, ha detto in questo articolo Sung Hwan Moon e i suoi sei colleghi ricercatori. “L’ampia banda e la natura difettosa dei film rivelano proprietà semi-trasparenti e bifacciali che sono vantaggiose per la generazione di energia nelle finestre. . . . Abbiamo anche confermato che questa ulteriore acquisizione di energia in uscita dovuta all’irraggiamento bifacciale non è apparentemente influenzata dall’intensità della luce dell’illuminazione del lato posteriore, il che implica che la luce debole (ossia, la luce dell’interno) può essere utilizzata efficacemente per migliorare l’efficienza complessiva delle celle solari dei dispositivi bifacciali.”

Quando gli è stato chiesto, un ricercatore del gruppo ha sottolineato che “In passato, una cella solare del tipo cella di Grätzel (dye-sensitized solar cell - DSSC), una cella solare a basso costo appartenente al gruppo delle celle solari a film sottile, è stata una delle tecnologie di base che potevano essere utilizzate per porte o finestre, ma allo stesso tempo si temeva che queste potessero produrre un serio problema in termini di durata e sicurezza dal momento che il materiale è altamente volatile ed è composto di elettroliti liquidi tossici. La nuova tecnologia sviluppata dal nostro gruppo, invece, è considerata sicura per quanto riguarda la durata e la sicurezza in quanto si basa su sostanze inorganiche.”

La ricerca è stata effettuata con aiuti sia dal Ministero della scienza, ICT e pianificazione futura, che dalla Fondazione per la ricerca nazionale della Corea come parte di un progetto di sviluppo di tecnologie verdi alternative.


Tratto da “As Easy as Flipping a Switch” pubblicato dalla rivista Korea nel numero di maggio 2014. Autore del testo: Sohn Tae-soo

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