Il GRAPHENE, un nuovo materiale, spinge in avanti la produzione di celle solari a basso costo.
Suona come la fine del settore dell'energia solare - nel mondo si assotigliano le forniture di indio, e gli esperti stimano che durerà solo per un altro decennio. Fronteggiando la sua ora più cupa, una nuova soluzione tecnologica da parte di ricercatori tedeschi dell'Istituto Max Planck per la Ricerca sui Polimeri promette di salvare il settore solare da un prematura scomparsa.
Le celle solari da sempre sono basate sull'Indio, per la sua trasparenza, che è essenziale nei dispositivi elettro-ottici. Gli ingegneri reputano l'indio prezioso anche nel settore degli LCD ed altri dispositivi fotoelettrici. Tuttavia, l'indio è un metallo relativamente raro sulla Terra e le forniture già esistenti sono in rapida diminuzione. I ricercatori stanno cercando freneticamente nuovi materiali conduttori trasparenti.
Un nuovo team afferma che possono avere trovato la soluzione in uno tra gli elementi terrestri più abbondanti.
Alcuni ricercatori presso l'Istituto Planck hanno elaborato un nuovo approccio, utilizzando graphene - singoli strati piani di atomi di carbonio, estratti dalla grafite - 10 di questi strati vengono disposti in modo da formare un elettrodo. Ogni strato che forma l'elettrodo è di un mero 5 nm di spessore.
Il materiale ha conducibilità comparabile o superiore a quella dell'indio e cede solo leggermente all'indio nelle caratteristiche di trasparenza. L'attuale dispositivo è trasparente per l'80% alla luce visibile e trasparente al 100% per la luce infrarossa.
Il team ha costruito un prototipo utilizzando un processo che verrà drasticamente cambiato e migliorato. Per il prototipo si sono utilizzati dei fiocchi di ossido di grafite che sono stati applicati a formare strati di rivestimento di superficie tra i 10 nm ai 100 nm di spessore. Il rivestimento è stato poi riscaldato per rimuovere l'ossigeno, lasciando come risultato un semplice materiale similgraphene.
Supponendo che possa essere concepito un migliore processo di produzione si potrà contare su una produzione su larga scala di celle solari a basso costo e con una maggiore efficienza. Il miglior assorbimento di radiazioni IR consentirebbe a queste celle, eventualmente, di superare la tradizionale produzione delle celle di indio catturando più spettro elettromagnetico. Il team ha dichiarato di essere fermamente convinto che un'efficienza sulla luce visibile del 90 per cento o superiore sia realizzabile.
La sfida più grande è che la formazione di graphene è difficile e spesso lascia "pieghe" extra di atomi di carbonio. Queste pieghe falsano la luce e abbassano la trasparenza. Un foglio di graphene perfetto avrebbe quasi il 100% di trasparenza in tutto lo spettro elettromagnetico, tra cui la luce visibile . E' positivo il fatto che il materiale è estremamente stabile e resistente al calore e all'acido, fatto che rende la produzione molto più agevole.
Mentre questa scoperta ha probabilmente bisogno di altri 5/10 anni prima di vedere una seria produzione, è una grande promessa senza precedenti tesa a fornire energia pulita ed una valida soluzione per i display elettronici. Con l'inevitabile esaurimento di indio, questo può essere un processo che sarà costretto a passare dalla teoria alla produzione di massa a tappe forzate.
Jason Mick
Un nuovo materiale per le celle solari...