Celle solari organiche trasparenti per edifici più ecologici
La tecnologia OPV offre la possibilità di produrre celle incolori semitrasparenti, fornendo un’immagine chiara e senza distorsioni, quando si guarda attraverso il dispositivo. Il dispositivo può essere perfettamente integrato nelle facciate di edifici, il che offre un grande potenziale per unità di produzione dell’energia elettrica che penetrano nelle aree urbane. La maggior parte degli impianti fotovoltaici presenti negli edifici sono attualmente costituiti da moduli con celle opache installati sui tetti, sulle superfici delle facciate opache o integrati nelle facciate di vetro, producendo dunque ombre e impedendo una visibilità uniforme. L’uso di celle fotovoltaiche trasparenti aumenta notevolmente la superficie che genera energia elettrica negli involucri edilizi, mentre allo stesso tempo offre una visione chiara e senza distorsioni. Nell’ambito del progetto SOLPROCEL (Solution processed high performance transparent organic photovoltaic cells), finanziato dall’UE, i partner provenienti da quattro diversi Paesi hanno unito la loro esperienza, sviluppando con successo tre celle OPV integrate su edifici, caratterizzate da alta efficienza, trasparenza e stabilità, utilizzando solo processi lavorabili in soluzione. Il progetto si è concentrato sullo sviluppo di nuovi nanomateriali organici necessari per ottenere celle solari ad alto rendimento semi-trasparenti, tramite l’utilizzo di formulazioni che sono lavorabili in soluzione. Questi materiali sono serviti per ottenere dispositivi stabili i quali hanno aumentato l’efficienza delle celle OPV semi-trasparenti da un 5,6 % al 7 %. I partner di progetto hanno sintetizzato nuovi polimeri reticolabili donatori-accettori i quali permettono di migliorare la raccolta della luce nella regione dell’infrarosso e di garantire la stabilità termica a lungo termine delle celle. Un’altra parte del progetto è stata orientata allo sviluppo di materiali per altre parti della cella solare che non sono correlate alle parti attive della cella stessa. Utilizzando formulazioni in soluzione lavorabile, i ricercatori hanno sintetizzato materiali elettrodici a base di nanofili di argento, strati semiconduttivi trasportatori basati su nuovi inchiostri di nanoparticelle di ossidi metallici e strati tampone a base di materiali organici-inorganici. È stata posta attenzione anche all’individuazione dei principali meccanismi di rottura in queste celle solari organiche semitrasparenti, creando configurazioni per dispositivi più stabili. I ricercatori hanno dimostrato che un corretto filtraggio, in aggiunta a un nuovo procedimento che stabilizza la nanomorfologia della miscela, può eliminare gli effetti negativi della luce ultravioletta. Per i dispositivi opachi orientati orizzontalmente verso il cielo, la vita utile prevista è risultata superiore a sette anni. Per le celle orientate verticalmente, come quelle integrate nelle facciate e finestre, la durata può superare i 10 anni. Il progetto SOLPROCEL ha mosso un significativo passo verso il miglioramento degli elementi fotovoltaici semitrasparenti, permettendo così agli edifici di produrre energia elettrica a partire da moduli fotovoltaici semitrasparenti.
Parole chiave
Trasparenti, celle solari, fotovoltaico organico, fotovoltaico integrato negli edifici, SOLPROCEL
