Tecnologia peel & stick solar: pannelli fotovoltaici adesivi

Pannelli fotovoltaici sottili e flessibili, esistono e da oggi diventano anche adesivi, grazie alla nuova sperimentazione della Stanford University. È come una decalcomania, i pannelli hanno una speciale pellicola adesiva sulla faccia retrostante che gli permette di essere applicati su qualunque superficie, che sia essa rigida, come le parti strutturali di un edificio, o anche morbida, addirittura sugli abiti.

La sperimentazione nasce proprio con questo presupposto, ovvero eliminare o limitare il più possibile i lunghi tempi di posa dei pannelli. Spesso gli impianti fotovoltaici necessitano di supporti rigidi con staffe per essere istallati e risultano molto ingombranti e pesanti. I pannelli adesivi, invece, si applicano ovunque, eliminando sia la necessità di un sotto strato rigido sia il peso, le pellicole sono leggerissime. Un'altra caratteristica molto importante di questi pannelli innovativi è che non è assolutamente variata la loro prestazione, i pannelli adesivi hanno lo stesso identico rendimento delle celle tradizionali. Ma non finisce qui, perché i ricercatori hanno trovato il modo di lasciare invariati anche i processi di produzione. Questo significa che la filiera industriale non ha bisogno di sconvolgimenti tecnici e assicura un continuo nella loro commercializzazione.

(Tecnologia peel & stick solar_Pannelli fotovoltaici adesivi_Istallazione)

La ricerca è stata portata avanti, più precisamente, da vari team di ricercatori, ovvero da Chi Hwan Lee, In Sun Cho e Xiaolin Zheng, del Department of mechanical engineering della Stanford University, da Dong Rip Kim della Hanyang University di Seoul, e Nemeth William e Qi Wang del National Renewable Energy Laboratory di Denver. I risultati sono stati pubblicati sulla rivista di settore Scientific Reports in un importante articolo intitolato ""Peel-and-Stick: Fabricating Thin Film Solar Cell on Universal Substrates".

Nello specifico, le celle adesive hanno una struttura interna a "sandwich", composta da vari elementi chimici, quali il silicio, il diossido di silicio e in nichel, un metallo. Il sandwich è formato da un doppio strato di nichel, nel mezzo del quale viene posato un wafer di silicio e diossido. Le tecniche industriali di produzione per la composizione e la posa sono quelle standard e le facce più esterne degli strati così assemblati vengono poi ricoperte da uno strato di polimero protettivo. L'ultimo passaggio consiste nel posizionare il collante, quindi nella parte superiore della cella viene attaccato un "thermal release tape", un vero e proprio nastro adesivo, un film che permette il trasferimento della cella su una superficie e questo aderisce perfettamente a temperatura ambiente e può essere staccato solo mediante un processo di riscaldamento.

(Tecnologia peel & stick solar_Pannelli fotovoltaici adesivi_Applicazione del "thermal release tape")

Il funzionamento del "wafer" viene spiegato dai ricercatori stessi: "Per rimuoverlo, il wafer viene immerso in acqua a temperatura ambiente 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".

Il procedimento applicativo, ma anche la composizione stessa, del nuovo pannello fotovoltaico adesivo è facile e intuitivo.

Sperimentazioni del genere per quanto riguarda la parte applicativa vera e propria sono state fatte anche da alcune aziende. Una delle prime a cimentarsi in questo settore è sicuramente l'esempio di Lumeta Power-Ply 380. Questa pellicola ha come strato superficiale il teflon che lo rende facile da istallare ma soprattutto leggerissimo, con uno spessore di soli 0,775 mm. I pannelli Lumeta possono essere considerati i pionieri del settore e sono nati per andarsi ad integrare sui tetti con tegole e coppi in terracotta. Un impianto fotovoltaico dalla capacità di 2,25 kW si installa in circa mezz'ora e questo dimostra che i tempi di posa e istallazione si abbassano dell'oltre il 70%.

Un altro esempio è costituito da PrefazSolar, dei veri e propri nastri adesivi che fungono da coperture integrate.

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