Le celle solari di ultima generazione sono sempre più efficienti, ma richiedono processi produttivi complicati, meticolosi e molto costosi, con macchinari di precisione precisissimi e difficili. Un dipartimento dell'Università di Swansea è però riuscito a rendere lo stampaggio delle celle più semplice, veloce, economico e intuitivo, facendo agire un minerale come se fosse inchiostro e tagliando così diversi passaggi.

Come funziona la stampa

La perovskite (o perowskite) è un minerale costituito da titanato di calcio. Le celle in perovskite rappresentano la terza generazione di celle solari, sono molto efficienti e i ricercatori di SPECIFIC stavano lavorando esattamente con questo materiale.

La scoperta che hanno fatto riguarda la loro produzione: a quanto pare è infatti possibile stamparle con un processo roll-to-roll (R2R), aggirando il problema del difficoltoso processo di inserimento degli elettrodi una volta stampate. Per farlo hanno sviluppato un nuovo tipo di inchiostro a base di carbone, compatibile con queste innovative celle solari, che permette di iniettare il minerale direttamente nelle celle durante il processo di stampaggio con rulli.

Quali sono i vantaggi

Essenzialmente, le celle vengono quindi coperte in carbone già durante lo stampaggio, semplificando il processo e rendendolo più economico.

Se infatti prima i diversi strati minerali che compongono le celle solari richiedevano una produzione lunga e complicata, in più passaggi, ora è possibile stamparli tutti insieme, utilizzando un solo macchinario che svolge le funzioni necessarie senza soluzione di continuità.

Il macchinario e l'inchiostro a base di carbone possono infatti stampare uno strato dopo l'altro, fino ad arrivare alla superficie superiore della vera e propria cella.

In termini di quantità, significa poter produrre più celle solari tagliando i tempi di produzione che prima erano invece necessari, attraverso un processo pre-industriale che richiede solo il caricamento dell'inchiostro nel macchinario.

Cosa dicono i ricercatori

Il dottor David Beynon, Senior Research Officer di SPECIFIC, ha fatto sapere che, nel processo di scoperta, è risultato essenziale identificare il giusto mix di solventi per la stampa, che doveva evaporare a stampa avvenuta senza dissolvere gli strati inferiori della cella.

"La diffrazione a raggi X ha mostrato come l'inchiostro a base di elettrodi del carbone riesca a fare esattamente questo, quando viene formulato come un sistema solvente ortogonale. Questo strato innovativo può essere applicato continuamente e compatibilmente con tutti gli altri strati a bassa temperatura e ad alta velocità".

Il professor Trystan Watson, Photovoltaic Research Lead, ha invece spiegato come le celle solari in perovskite "siano estremamente promettenti nella corsa verso un'energia più verde e più pulita. La capacità di produrre dei device funzionanti con un processo lineare rende la produzione di massa più semplice ed economica, e questo è un grande passo per la commercializzazione. Si sblocca l'idea di un processo manifatturiero: da una parte entra l'inchiostro solare, dall'altra esce una cella solare", senza intoppi e in maniera lineare e fluida.