Tessuti solari flessibili: la rivoluzionaria scoperta di un team USA

La ricerca,  condotta da un  team internazionale di chimici, fisici e ingegneri guidato da John Badding, professore di chimica della Penn State University, apre le porte alla possibilità di tessere fili in silicio per produrre tessuti solari flessibili. I risultati di tale studio sono stati  pubblicati sulla rivista Advanced Materials nell’edizione on-line del 6 dicembre 2012 e saranno prossimamente divulgati  anche in formato cartaceo.

Le nuove scoperte del team muovono da precedenti lavori il cui obiettivo è quello di unire fibre ottiche con chip elettronici – circuiti integrati a base di silicio che fungono da elementi fondamentali per la maggior parte dei dispositivi elettronici a semiconduttore come le celle solari, i computer e i telefoni cellulari. La squadra ha trovato un modo per creare un nuovo tipo di fibra ottica, più sottile di un capello umano, con il proprio componente elettronico integrato, bypassando quindi la necessità di integrare le fibre ottiche con i chip.

“Il nostro obiettivo è quello di estendere le funzioni dell’elettronica ad alte prestazioni e le celle solari a lunghezze maggiori e a forme più flessibili”,  ha commentato Badding. In  linea di principio, il nuovo metodo potrebbe essere utilizzato per creare fibre pieghevoli di oltre 10 metri di lunghezza. Le lunghe celle solari a base di fibre racchiudono un enorme potenziale: la recente scoperta permetterà di realizzare qualcosa che non è mai stato possibile fare prima. “Siamo in grado di prendere le fibre di silicio e tesserle insieme in un tessuto”  ed utilizzarlo in “una vasta gamma di applicazioni come la produzione di energia, la carica della batteria, il rilevamento chimico e i dispositivi biomedicali”.

Badding ha spiegato che uno dei limiti principali dei dispositivi elettronici portatili come gli smartphone e gli iPad è la durata delle batterie. Batterie solari potenziate potrebbero contribuire a risolvere tale problema, evidentemente un limite. Una cella solare è creata utilizzando un costoso pezzo chiamato reattore PECVD, ed il risultato cui si giunge è qualcosa di piatto e con poca flessibilità. Al contrario, un tessuto di  fibre a base di celle solari potrebbe essere molto più leggero, con configurazioni flessibili e dunque portatili, pieghevoli e particolarmente versatili. Questo materiale, collegato a dispositivi elettronici, permetterebbe addirittura di ricaricarne le stesse batterie.  Al progetto sembra essere particolarmente interessato l’esercito: si tratterebbe infatti di particolari fonti energetiche “da indossare”, utilizzabili dai soldati direttamente sul campo

I membri del team ritengono che un altro vantaggio della notevole flessibilità dei materiali a celle solari, sia rappresentato dalla  possibilità di raccogliere energia luminosa proveniente da varie direzioni e angolazioni, diversamente da come si comportano le tradizionali celle solari rigide.
Pier JA Sazio dell’Università di Southampton nel Regno Unito e uno dei leader della squadra ha altresì aggiunto: “Un’altra proprietà interessante di questi dispositivi in fibra di silicio è che sono così compatti che possono avere una risposta molto veloce a una  luce laser visibile. Infatti, abbiamo fabbricato fotorivelatori a base di fibre con una larghezza di banda di oltre 1,8 GHz”.

Una nuova frontiera nel campo dei materiali e delle energie rinnovabili. Attendiamo gli sviluppi di questa straordinaria scoperta.