Film sottile, nuove celle solari low-cost grazie a un antigelo

Il costo della produzione di celle solari potrà essere abbattuto considerevolmente grazie all'utilizzo di un semplice antigelo, il glicole etilenico, tramite l'impiego di un reattore a flusso continuo (continuous flow reactor). Quest'ultimo è un sistema per produrre celle al film sottile facilmente utilizzabile a livello industriale.

I ricercatori hanno scoperto che il glicole etilenico può essere impiegato in questo processo come solvente a basso costo, rimpiazzando materiali molto più costosi. In particolare potrà essere usato per produrre celle di solfuro di stagno, rame e zinco (CZTS), già note ai ricercatori per le notevoli proprietà ottiche, oltre che per il fatto di essere piuttosto economiche ed ecologiche.

Attualmente la maggior parte delle celle al film sottile richiedono materiali molto costosi e che spesso devono essere estratti in paesi lontani. Un esempio sono le celle CIGS (diseleniuro di rame indio gallio), che vengono ottenute attraverso l'utilizzo di due metalli rari e costosi come l'indio e il gallio, le cui principali riserve si trovano in Cina. Sia l'indio che il gallio l'anno scorso erano ben 275 volte più costosi dello zinco usato nelle celle CZTS.

Attualmente l'efficienza delle celle CZTS è molto più bassa di quelle CIGS, ma secondo i ricercatori lavorando su questo nuovo sistema sarà possibile colmare il gap. La tecnologia sviluppata nella Oregon State University utilizza glicole etilenico in reattori mesofluidici che permettono di avere un controllo preciso della temperatura, dei tempi di reazione e di trasporto della massa per ottenere delle nanoparticelle con una migliore qualità cristallina ed elevata uniformità, tutti fattori che migliorano le prestazioni delle celle stesse. Infine l'uso di questi reattori consentirà anche di velocizzare il processo di produzione, che passerebbe da sistemi (tipo il "batch mode" impegato per produrre le celle CIGS) che impiegano un'intera giornata per essere realizzati a una modalità che richiede poco più di mezzora.

"Per la produzione indistriale su larga scala" dice Greg Herman, uno degli autori della ricerca "tutti questi fattori (costo dei materiali, reperibilità, velocità e controllo della qualità) posso essere tradotti in denaro. L'approccio che stiamo seguendo dovrebbe permetterci di ottenere celle solari di alta qualità a basso costo".

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