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Nano Ink Boost per Silicon Solar
Un'azienda californiana utilizza inchiostro al silicio modellato su wafer di silicio per aumentare l'efficienza delle celle solari. The Sunnyvale, CA, azienda Innovalight afferma che il processo a getto d'inchiostro è un percorso più economico per un'energia solare più efficiente. Utilizzando questo processo, l'azienda ha realizzato celle con un'efficienza del 18%.
Solare a getto d'inchiostro: Il processo di stampa a getto d'inchiostro consente a Innovalight di realizzare wafer di silicio sufficientemente sottili da piegarsi.
Innovalight ha stretto una partnership con il produttore di celle solari JA Solar , con sede a Shanghai, che prevede di integrare la tecnologia di stampa a getto d'inchiostro nelle sue linee di produzione. Le celle solari risultanti dovrebbero essere sul mercato entro il prossimo anno.
È possibile aumentare l'efficienza delle celle solari modellando il silicio in modo da migliorare l'assorbimento della luce ad alta energia ea lunghezza d'onda corta. Ma questo di solito richiede l'aggiunta di diversi passaggi di incisione al processo di produzione e questo tipo di architettura delle celle costa un sacco di soldi da realizzare utilizzando procedure standard, afferma Homer Antoniadis , Chief Technology Officer di Innovalight.
Innovalight non ha rivelato i costi per l'aggiunta del suo inchiostro alle celle solari, ma se il processo dell'azienda ottiene tali guadagni di efficienza a un costo inferiore, potrebbe contribuire a rendere il solare una fonte di elettricità più competitiva. L'azienda ha sviluppato inchiostri al silicio che possono essere modellati utilizzando la tecnologia di stampa a getto d'inchiostro sviluppata da OTB Solar , una società con sede a Eindhoven, Paesi Bassi.
L'inchiostro di Innovalight è una sospensione che contiene nanocristalli di silicio. Sebbene la ricetta sia proprietaria, Antoniadis afferma che l'azienda ha un buon controllo su due fattori chiave: la dimensione dei nanocristalli e la loro stampabilità. Realizzando i cristalli di appena pochi nanometri di diametro, l'azienda ha abbassato la temperatura necessaria per legarli al wafer sottostante. L'inchiostro al silicio contiene anche un composto organico che aiuta a sospendere il silicio, che altrimenti tende ad affondare sul fondo, rendendo così il liquido compatibile con la stampa a getto d'inchiostro. Poiché il processo richiede temperature più basse e può essere eseguito su wafer di silicio più sottili rispetto a quelli utilizzati nella produzione di celle convenzionali, aiuta a ridurre il prezzo, afferma il CEO di Innovalight Conrad Burke .
L'efficienza media del 18% delle celle solari prodotte nell'impianto pilota di Innovalight in California è stata confermata in modo indipendente dal Laboratorio Nazionale Energie Rinnovabili . Senza l'utilizzo della tecnica di stampa a getto d'inchiostro, l'efficienza di tali celle sarebbe compresa tra il 16,5% e il 17% circa, afferma Antoniadis.
Soluzione di silicio: La soluzione di inchiostro di Innovalight contiene nanocristalli di silicio.
L'efficienza record di una cella solare al silicio è di circa il 25% in laboratorio, afferma Matteo Barba , uno scienziato senior presso il centro di ricerca Golden, CO, del National Lab che non è stato coinvolto nei test. Tuttavia, afferma Beard, se possono [ottenere il 18% di efficienza] a un costo inferiore, ciò sarebbe significativo.
Cyrus Wadia , un ricercatore presso il Lawrence Berkeley National Laboratory, è d'accordo, aggiungendo che poiché l'aumento dell'efficienza è modesto, il fulcro è il costo. Wadia ritiene che la stampa con inchiostro al silicone dovrebbe aggiungere meno del 13%, circa, al costo totale della cella per essere utile.
L'ultima promessa dell'inchiostro al silicio è che potrebbe essere utilizzato per realizzare un'intera cella solare, eliminando del tutto la necessità di un wafer, afferma Wadia, che sta sviluppando nanomateriali con questo stesso obiettivo in mente.
In linea di principio, questo è possibile, afferma Antoniadis, ma richiederà sostanzialmente più sviluppo e tempo. Innovalight ha sviluppato inchiostri al silicio in grado di condurre cariche sia positive che negative, i materiali chiave in una cella solare. Ma l'azienda sta perseguendo prima l'applicazione silicio su silicio, afferma Antoniadis, perché abbiamo bisogno di fornire valore materiale nel più breve tempo possibile.