Lunedì, 20 Settembre 2021
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Solare, il futuro del fotovoltaico è organico: l'energia nascerà dalla frutta

I vantaggi in fatto di costi e impatto ambientale sono notevoli

I pannelli solari dell'immediato futuro saranno fatti da celle organiche, cioè da complessi molecolari a base di carbonio che si trovano in natura. Sono tanti i centri di ricerca che stanno lavorando allo studio dei materiali da impiegare in alternativa al silicio, l’elemento cardine dei pannelli fotovoltaici più diffusi al momento. Il motivo è presto detto: i vantaggi per l'ambiente sarebbero notevoli e i costi dell'acquisto si ridurrebbero di moltissimo. In questo particolare tipo di celle rientrano anche i pannelli fotovoltaici al mirtillo che, come le altre celle organiche, per produrre energia altro non fanno che riprodurre il processo della fotosintesi clorofilliana. Utilizzano infatti una miscela di materiali in cui un pigmento (in questo caso il mirtillo) assorbe la radiazione solare e gli altri componenti estraggono la carica per produrre elettricità. La gamma di pigmenti che possono essere impiegati è molto più ampia.

Cosa sono le celle organiche e come funzionano. La cella organica è fatta di vari strati, depositati su un supporto di vetro o su una lamina metallica. Dato che lo spessore complessivo è di soli 250 milionesimi di millimetro, queste particolari celle solari sono flessibili e sottili quanto un foglio di plastica trasparente ed hanno di conseguenza una enorme gamma di possibili applicazioni. La conversione energetica avviene grazie a un dispositivo, la cella fotovoltaica, costituito da un materiale semiconduttore, opportunamente trattato, all'interno del quale si crea un campo elettrico che orienta le cariche elettriche generate dalla interazione della radiazione solare con la struttura elettronica del materiale semiconduttore, dando origine ad un flusso di corrente elettrica. L’installazione di questi particolari pannelli al momento, però, non è ancora attuabile in quanto questa nuova tecnologia non ha raggiunto i valori minimi di vita utile richiesti ovvero 20 anni. I test condotti però fanno ben sperare: portano a pensare a una vita dei pannelli di poco al di sopra dei 15 anni.

Vantaggi. Il fotovoltaico organico può essere utilizzato su aree più vaste. I moduli solari sono più flessibili e quindi applicabili in svariate situazioni. Inoltre il risparmio di materiale rispetto ai metodi tradizionali è di oltre il 90 %, poichè le celle sono molto sottili, e questo porta con sè una riduzione dei costi e dell'impianto ambientale. Si prevede che il fotovoltaico organico possa portare il costo del fotovoltaico dai circa 6-12 €/Wp dei pannelli in silicio odierni a circa 2 €/Wp o meno, rendendo finalmente competitivo il fotovoltaico con le fonti di energia odierne.

Svantaggi. Le celle fotovoltaiche completamente polimeriche sono arrivate solo al 4%-5% di efficienza massima. Per aumentarne ancora l'efficienza e specialmente il tempo di vita, rendendole quindi appetibili per applicazioni in cui la durata è importante, sono in atto grossi sforzi di ricerca e sviluppo, comprese nuove tecniche raffinate di incapsulamento del dispositivo e strategie quali l’introduzione di nano-cristalli inorganici nella matrice polimerica. 

I centri di ricerca. Il Polo Solare Organico della Regione Lazio (CHOSE da Center for Hybrid and Organic Solar Energy) è uno di questi. Nato nel dicembre 2006, dalla collaborazione tra la Regione Lazio ed l'Università di Roma Tor Vergata ha l'obiettivo di creare un Centro di Eccellenza, presso il campus universitario di Tor Vergata, per la ricerca e lo sviluppo di una nuova generazione di celle solari basata su tecnologie organiche e ibride organiche-inorganiche. Fa parte di una strategia più ampia all'interno della Regione Lazio in cui altri centri (su Mobilità Sostenibile e su Idrogeno) sono stati finanziati per promuovere la ricerca e lo sviluppo nel campo della ricerca applicata e della tecnologia con un potenziale industriale nel settore dell'energia verde.

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