Rinnovabili: le nanocelle solari saranno incorporate nei microchip

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Le celle solari diventano minuscole e vengono incorporate in chip di dimensioni confrontabili, se non inferiori, a quelle di un capello umano. La tecnologia, sviluppata dal gruppo di ricerca di Componenti Semiconduttori guidati da Jurriaan Schmitz presso l’Istituto di Nanotecnologie dell’Università di Twente (Paesi Bassi) in collaborazione con l’Università di Nankai (Cina) e di Utrecht (Paesi Bassi), potrebbe tradursi presto in una svolta nell’utilizzo dell’energia solare perché consentirebbe di avere piccoli sistemi elettronici (come ad esempio sensori) funzionanti senza batterie.

Le celle solari sono sistemi che convertono l’energia solare in energia elettrica, perché sono composte da materiali fatti in modo tale che, quando i fotoni (i componenti primi della luce) li colpiscono, ne viene indotto il rilascio di elettroni, generando una corrente elettrica, che può essere usata come fonte di alimentazione. Ma finora questa tecnologia è stata sempre pensata e realizzata su grande estensione, per massimizzare l’accumulo di energia.

La grande novità insita nell’invenzione dei ricercatori di Twente è stata innanzitutto concepire una nanocella solare, ovvero un’apparecchiatura piccolissima in grado di alimentare minuscoli chip elettronici, ma anche quella di incorporare la tecnologia direttamente nel chip, in modo da rendere assolutamente superfluo l’utilizzo delle batterie.

Gli studiosi hanno inserito la cella solare, strato per strato, direttamente nel chip. Costruire infatti la cella a parte e poi applicarla sul chip, non sarebbe stato il più efficiente metodo di produzione, secondo gli autori del lavoro. La tecnica da loro utilizzata ha invece consentito l’impiego di un minor numero di materiali con una maggiore efficienza.

Ci sono molteplici applicazioni per questa tecnologia. Ad esempio, se opportunamente migliorata e sviluppata, potrà permettere l’alimentazione di microsensori e microchip senza utilizzo di batterie inquinanti, laddove questi sistemi sono usati nei più disparati campi della scienza, dalla bio-medicina all’informatica.

Di per sé la costruzione di simili apparecchiature non è tuttavia del tutto priva di rischi, perché l’incorporazione della nanocella potrebbe danneggiare le delicate elettroniche alla base dei microchip. Per questo motivo i ricercatori hanno deciso di utilizzare, al posto del classico silicio cristallino, silicone amorfo o lega Cigs (composta da rame, indio, gallio e selenio), più sicuri e già ampiamente usati nella produzione industriale attraverso procedure standard.

Il lavoro è stato reso possibile grazie al finanziamento della STW Technology Foundation ed è stato presentato all’ultimo International Electron Device Meeting.

Roberta De Carolis

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