GreenReport - Uno de problemi delle celle solari è quello di essere troppo rigide e di dover essere quindi inserite in annlli fissi, spesso pesanti, limitando così le loro applicazioni. Chi Hwan Lee, In Sun Cho e Xiaolin Zheng, del Department of mechanical engineering della Stanford university, Dong Rip Kim della Hanyang university di Seoul, e Nemeth William e Qi Wang del National renewable energy laboratory di Denver, hanno cercato di ottenere il "photovoltaics to loosen up" e, a quanto scrivono nell'articolo "Peel-and-Stick: Fabricating Thin Film Solar Cell on Universal Substrates" pubblicato su Scientific Reports, ci sono riusciti. Hanno realizzato i pannelli solari ideali: flessibili, adesivi e che possono essere rimossi come un cerotto e riattaccati su qualsiasi superficie, dalla carta ai vetri delle finestre. «Ora, l'ideale è reale», affermano i ricercatori della Stanford che hanno guidato il team di ricerca che è riuscito a sviluppare le prime celle solari "peel-and-stick" a film sottile del mondo. A differenza delle normali celle solari a film sottile, la versione peel-and-stick della Stanford non richiede di produrre nessun substrato portante finale. La Stanford School of Engineering sottolinea che «Questo è uno sviluppo molto più grande di quanto possa inizialmente sembrare. Con il nuovo procedimento, tutte le sfide connesse alla posa di celle solari su materiali non convenzionali vengono evitate, ampliando notevolmente le potenziali applicazioni della tecnologia solare». L'autore principale dello studio, Chi Hwan Lee spiega che «Le celle fotovoltaiche a film sottile sono tradizionalmente fissate su silicio rigido e substrati di vetro, limitando notevolmente i loro usi» e Zheng Xiaolin, senior author dello studio aggiunge: «Mentre lo sviluppo di celle solari a film sottile prometteva di inserire una certa flessibilità nella tecnologia, gli scienziati hanno scoperto che in casi estremi l'uso di substrati alternativi era problematico. I substrati "non convenzionali" o "universali" sono difficili da utilizzare per il fotovoltaico, perché in genere hanno superfici irregolari e non vanno bene con il trattamento termico e chimico necessario per la produzione di celle solari odierne. Abbiamo risolto questi problemi attraverso lo sviluppo di questo processo peel-and-stick, che dà al film sottile celle solari una flessibilità e un potenziale adesivo mai visto prima e riduce anche il costo generale e il peso. Utilizzando il procedimento, i ricercatori hanno attaccato le oro celle solari su carta, plastica e vetri di finestre, tra gli altri materiali. E' significativo il fatto che non abbiamo perso niente dell'efficienza della cella originale». Le nuove celle adesive sono formate da un unico "sandwich" di silicio, diossido di silicio e metallo. Il primo strato, un film di nichel (Ni) di 300-nanometri viene depositato su un wafer di silicio/ diossido di silicio (Si/SiO2). Le celle solari a film sottile vengono poi depositate sullo strato di nichel utilizzando tecniche di produzione standard, e ricoperte con uno strato di polimero protettivo. Dopo alla parte superiore delle celle solari a film sottile viene attaccato un "thermal release tape" per favorire il trasferimento del "wafer" produttivo su un nuovo substrato. La cella solare è ora pronta per essere staccata e riattaccata come una decalcomania: «Per rimuoverlo, il wafer viene immerso in acqua a temperatura ambiente - spiegano i ricercatori - e il bordo del "thermal release tape" viene staccato indietro leggermente, permettendo all'acqua di inserirsi e di penetrare tra il nichel e l' interfaccia di biossido di silicio. La cella solare viene così liberata dal substrato rigido ma ancora attaccata al thermal release tape. Poi bisogna riscaldare il nastro e la cella solare a 90° C per alcuni secondi, quindi la cella può essere applicata a qualsiasi superficie con nastro biadesivo o un altro adesivo. Infine, thermal release tape viene rimosso, lasciando solo la cella solare attaccata al substrato scelto». Zheng assicura: «I test hanno dimostrato che il processo di peel-and-stick è affidabile e che le celle solari a film sottile restano completamente intatte e funzionali. Il che è anche senza rifiuti. Il wafer di silicio è davvero integro e pulito dopo la rimozione delle celle solari, e può essere riutilizzato». Lee evidenzia la particolarità della scoperta: «Mentre altri prima sono riusciti a fabbricare celle solari a film sottile su substrati flessibili, questi sforzi hanno richiesto modifiche di processi o materiali esistenti. Il contributo principale del nostro lavoro è che lo abbiamo fatto senza modificare nessuno dei processi, strutture o materiali esistenti, garantendone la fattibilità commerciale. Ed abbiamo testato il nostro processo su una gamma più diversificata che mai di substrati. Ora potete metterle su caschi, telefoni cellulari, finestre convessa, dispositivi elettronici portatili, tetti curvi, abbigliamento, praticamente su qualsiasi cosa». Zheng ci ha preso gusto e rilancia: «Inoltre, la tecnologia peel-and-stick non è necessariamente limitata alle celle solari a film sottile. I ricercatori ritengono che il procedimento può anche essere applicato all'elettronica a film sottile, tra cui circuiti stampati e transistor ultra sottili ed Lcd. Ovviamente, un sacco di nuovi prodotti, dai vestiti "intelligenti" ai nuovi sistemi aerospaziali, potrebbero essere possibili combinando i film sottili dell'elettronica e il film sottile delle celle solari. E del resto, potremmo essere solo all'inizio di questa tecnologia. Le qualità della peel-and-stick che stiamo ricercando probabilmente non sono limitati a Ni/SiO2. E' probabile che molte interfacce di altri materiali dimostrino qualità simili e possono avere alcuni vantaggi per le applicazioni specifiche. Abbiamo ancora molto da indagare».