Pannelli solari nei tessuti? Un giorno li potremo finalmente indossare

I risultati della collaborazione tra il Politecnico di Milano e l'Università di Cambridge

Recenti studi sui pannelli solari hanno portato all’impiego della perovskite al posto del silicio comportando così numerosi benefici nella produzione di energia rinnovabile.

Immagine a scopo illustrativo di una cella fotovoltaica flessibile polimerica prodotta e concessa da Ribes Tech s.r.l.
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Se prima vestirsi con pannelli solari sembrasse una mera utopia, adesso è possibile grazie al lavoro di ricerca pubblicato pochi giorni fa sulla rivista scientifica Nature Communications da un gruppo di studiosi dell’Università di Cambridge. Il team di ricercatori, guidato dal professor Richard Friend, ha avuto la possibilità di utilizzare la facility europea CUSBO del Dipartimento di Fisica del Politecnico di Milano. Questa fruttuosa collaborazione tra gli atenei ha permesso di studiare e progettare innovative e flessibili celle fotovoltaiche a partire dalla perovskite invece che dal silicio.

Questo studio porterà allo sviluppo di pannelli solari più leggeri ed economici così da poter essere tranquillamente indossati o inseriti nei tessuti. Ognuno di noi, dunque, sarà in grado di produrre energia solare con estrema facilità semplicemente indossando capi d’abbigliamento specifici. L’abbattimento dei costi, inoltre, garantirebbe una diffusione massiccia di questa energia rinnovabile specialmente nei Paesi in via di sviluppo riducendo drasticamente l’inquinamento ambientale. Come spiega il professor Giulio Cerullo, docente ordinario del dipartimento di Fisica del Politecnico:

“Da anni è in atto una ricerca volta a semplificare i materiali con cui vengono fatte le celle solari e passare da semiconduttori inorganici, come il silicio, a semiconduttori organici o ibridi, come la perovskite. Questo passaggio permette un netto abbattimento dei costi di produzione, una forte riduzione del peso e la creazione di celle flessibili.”

Che cos’è la perovskite? Quali sono i suoi vantaggi?

La perovskite è un minerale dalla struttura cristallina particolare in grado di ospitare un ampio spettro di elementi al suo interno. Il suo impiego all’interno delle celle fotovoltaiche, in sostituzione al silicio, apporta una serie di vantaggi enormi non solo dal punto di vista produttivo, ma anche economico. Prima di tutto le tecnologie adoperate nella lavorazione sono molto semplici da poter essere dunque tranquillamente riprodotte in un qualsiasi laboratorio di chimica senza richiedere un impianto di fabbricazione complesso. Inoltre, i pannelli in perovskite sono mille volte più sottili rispetto a quelli in silicio, offrendo però prestazioni analoghe se non migliori.

La ricerca sperimentale del Politecnico di Milano

Per ottenere la massima efficienza nel catturare le onde luminose, il team di ricercatori del Politecnico di Milano ha adoperato un nuovo metodo sperimentale di spettroscopia ultrabreve. Essi hanno infatti misurato l’intervallo di tempo in cui gli elettroni riescono a mantenere alto il livello di energia prima di scontrarsi fra di loro e hanno scoperto che tali collisioni iniziano a verificarsi tra i 10 e 100 milionesimi di miliardesimo di secondo. Per massimizzare l’efficienza energetica, dunque, c’è bisogno di un materiale dalle celle sottili come la perovskite.

Che cosa manca alla realizzazione di tessuti fotovoltaici?

L’impiego di questo nuovo materiale porterebbe alla produzione di prodotti innovativi come zaini, giacche e maglie capaci di produrre energia in qualsiasi circostanza. Saremmo dunque in grado di caricare i nostri device elettronici senza la necessita di portarsi dietro batterie aggiuntive. L’unico problema però, stando alle dichiarazioni di Cerullo, riguarda la presenza del piombo.

“Questi semiconduttori ibridi contengono al loro interno il piombo. Questo crea dei problemi di tossicità e a meno che non si riesca a sigillare in maniera ermetica la cella, evitando qualsiasi dispersione del materiale nell’ambiente, è difficile pensare a una loro introduzione. Il passo che manca è quindi l’eliminazione del piombo, riuscire a creare materiali con prestazioni equivalenti, ma senza il suo utilizzo ed è in questa direzione che si sta muovendo la ricerca.”

Silvia Barbieri

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