18 volte più potenza: i ricercatori del MIT hanno sviluppato celle solari ultrasottili e leggere

Di Adam Zewe, Massachusetts Institute of Technology, 22 gennaio 2023

Le celle solari a film sottile pesano circa 100 volte meno delle celle solari convenzionali e generano circa 18 volte più energia per chilogrammo. Credito: Melanie Gonick, MIT

Un team di ricercatori ha sviluppato una nuova tecnica per produrre celle solari ultrasottili e leggere che possono essere perfettamente integrate in qualsiasi superficie.

Gli ingegneri del Massachusetts Institute of Technology (MIT) hanno creato nuove celle solari in tessuto ultraleggero, in grado di trasformare qualsiasi superficie in una fonte di energia con facilità e velocità.

Queste celle solari durevoli e flessibili, molto più sottili di un capello umano, sono incollate su un tessuto resistente e leggero, che le rende facili da installare su una superficie fissa. Possono fornire energia in movimento come tessuto energetico indossabile o essere trasportati e distribuiti rapidamente in località remote per assistenza in caso di emergenza. Pesano un centesimo dei pannelli solari convenzionali, generano 18 volte più energia per chilogrammo e sono realizzati con inchiostri semiconduttori utilizzando processi di stampa che in futuro potranno essere adattati alla produzione su larga scala.

Poiché sono così sottili e leggere, queste celle solari possono essere laminate su molte superfici diverse. Ad esempio, potrebbero essere integrati sulle vele di una barca per fornire energia in mare, applicati su tende e teloni utilizzati nelle operazioni di recupero in caso di catastrofe o applicati sulle ali dei droni per estendere la loro portata di volo. Questa tecnologia solare leggera può essere facilmente integrata negli ambienti costruiti con esigenze di installazione minime.

I ricercatori del MIT hanno sviluppato una tecnica di fabbricazione scalabile per produrre celle solari ultrasottili e leggere che possono essere attaccate su qualsiasi superficie. Credito: Melanie Gonick, MIT

"The metrics used to evaluate a new solar cell technology are typically limited to their power conversion efficiency and their cost in dollars-per-watt. Just as important is integrability — the ease with which the new technology can be adapted. The lightweight solar fabrics enable integrability, providing impetus for the current work. We strive to accelerate solar adoption, given the present urgent need to deploy new carbon-free sources of energy," says Vladimir Bulović, the Fariborz Maseeh Chair in Emerging Technology, leader of the Organic and Nanostructured Electronics Laboratory (ONE Lab), director of MITMIT is an acronym for the Massachusetts Institute of Technology. It is a prestigious private research university in Cambridge, Massachusetts that was founded in 1861. It is organized into five Schools: architecture and planning; engineering; humanities, arts, and social sciences; management; and science. MIT's impact includes many scientific breakthroughs and technological advances. Their stated goal is to make a better world through education, research, and innovation." data-gt-translate-attributes="[{"attribute":"data-cmtooltip", "format":"html"}]">MIT.nano e autore senior di un nuovo articolo che descrive il lavoro.

Insieme a Bulović nell'articolo ci sono gli autori principali Mayuran Saravanapavanantham, uno studente laureato in ingegneria elettrica e informatica al MIT; e Jeremiah Mwaura, uno scienziato ricercatore presso il Laboratorio di ricerca di elettronica del MIT. La ricerca è stata recentemente pubblicata sulla rivista Small Methods.

Le tradizionali celle solari al silicio sono fragili, quindi devono essere racchiuse in vetro e imballate in una struttura di alluminio pesante e spessa, che limita dove e come possono essere utilizzate.

Sei anni fa, il team di ONE Lab ha prodotto celle solari utilizzando una classe emergente di materiali a film sottile così leggeri da poter stare sopra una bolla di sapone. Ma queste celle solari ultrasottili sono state fabbricate utilizzando processi complessi basati sul vuoto, che possono essere costosi e difficili da ampliare.

In questo lavoro, hanno deciso di sviluppare celle solari a film sottile che siano interamente stampabili, utilizzando materiali a base di inchiostro e tecniche di fabbricazione scalabili.