La pellicola fotovoltaica impermeabile e ultraflessibile

Nel centro di ricerca giapponese RiKen è stata prodotta una pellicola fotovoltaica impermeabile organica da 3 μm di spessore, capace di mantenere tra l’89% e il 96% delle sue prestazioni anche dopo l’immersione in acqua per diverse ore.

A cura di: Tommaso Tautonico

Pellicola organica impermeabile e flessibile sviluppata dal centro di ricerca giapponese RiKen — img by Riken

Progettare pellicole fotovoltaiche organici sottili, ultraflessibili e impermeabili rimane una sfida importante. Almeno lo era fino a quando un team di ricercatori del centro di ricerca giapponese RiKen, grazie alla collaborazione dell’Università di Tokyo, è riuscito a realizzare una pellicola fotovoltaica impermeabile senza comprometterne la flessibilità. Una soluzione che potrebbe trovare numerosi sbocchi applicativi, soprattutto a livello di dispositivi personali e indossabili.

La ricerca è stata pubblicata su Nature Communications.

La pellicola impermeabile e ultraflessibile

Le pellicole fotovoltaiche ultraflessibili, grazie alla loro leggerezza, possono rappresentare una soluzione perfetta come fonte di energia per l’elettronica indossabile.

Proprio per questo ultimo aspetto, la difficoltà maggiore è mantenere le prestazioni anche se le pellicole vengono sottoposte a stress di tipo meccanico-fisico. I ricercatori sono riusciti a produrre una pellicola spessa appena 3 μm capace di mantenere tra l’89% e il 96% delle proprie prestazioni dopo l’immersione in acqua per 4 ore e dopo averla sottoposta a 300 cicli di allungamento.

La struttura della pellicola fotovoltaica sviluppata dal centro di ricerca giapponese RiKen — La struttura della pellicola. Img by Nature Communications

Il segreto? Intervenire sul punto debole della permeabilità: l’interfaccia tra lo strato attivo e l’anodo. I ricercatori hanno rafforzato l’adesione dell’interfaccia depositando un elettrodo d’argento sullo strato attivo. Subito dopo è stata utilizzato un trattamento di ricottura termica, per cui la pellicola è stata esposta ad una temperatura di 85° per 24h.

Superare le difficoltà

“L’acqua è un fattore significativo nel degrado delle prestazioni dei dispositivi elettronici flessibili” dichiarano i ricercatori. “A causa della pioggia o per effetto di attività quotidiane come lavare le mani, può crearsi condensa sulla superficie dei dispositivi, rendendoli meno efficienti”.

Solitamente, per ovviare a questo problema si tende ad incapsulare la superficie fotovoltaica, rendendola meno flessibile e rinunciando all’efficienza.

Il fotovoltaico organico ultraflessibile e leggero che hanno messo a punto i ricercatori invece, grazie all’interfaccia rinforzata può essere deformato, immerso nell’acqua, lavato in lavatrice senza rinunciare all’efficienza. Un risultato straordinario per la categoria dei dispositivi elettronici indossabili.

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