Anche i wearable, ovvero i dispositivi indossabili, potranno in futuro funzionare senza dover essere continuamente ricaricati. Come? Con celle solari fotovoltaiche praticamente di “gomma”, come quelle sviluppate da un team di fisici dell’Istituto giapponese RIKEN, che mantengono alte prestazioni anche se vengono allungate.
Fotovoltaico e wearable: il problema della flessibilità
I dispositivi indossabili, come gli smartwatch e altri strumenti per monitorare parametri vitali, hanno registrato una crescita significativa in termini di funzionalità.
Tuttavia, uno dei principali limiti di questi dispositivi è la necessità di ricaricarli regolarmente. Per superare questo ostacolo, tutti gli scienziati nel mondo stanno cercando soluzioni innovative che integrino celle solari flessibili, capaci di alimentare questi dispositivi in modo continuo.
Nonostante i progressi nelle celle solari flessibili, il problema principale è la loro scarsa estensibilità. La maggior parte di queste celle è simile a una pellicola di plastica, che può essere allungata solo di una piccola percentuale prima di strapparsi.
Per risolvere questo problema, il team del RIKEN sta lavorando allo sviluppo di celle solari intrinsecamente estensibili, utilizzando materiali flessibili per ogni strato funzionale del dispositivo.
Celle solari, dal RIKEN una soluzione “elastica”
Come racconta l’Istituto, il team ha sviluppato un particolare metodo per realizzare queste celle, che prevede l’utilizzo di alcuni materiali elastici che vengono poi posti per ogni strato delle celle solari, in modo da bilanciare la capacità di estendersi con la loro efficienza.
I risultati sono delle celle che possono essere estese fino al 50% della sua lunghezza originale, con una riduzione di efficienza inferiore al 20%. Inoltre, queste celle mantengono il 95% della loro efficienza iniziale anche dopo essere state allungate 100 volte di seguito.
Un elemento cruciale per raggiungere questi risultati è stato l’uso del composto organico ION E all’interno dello strato elettrodico. Questo materiale non solo ha aumentato la flessibilità dell’elettrodo, ma ha anche migliorato l’adesione tra i vari strati della cella solare. Questo effetto inatteso ha permesso di distribuire meglio le tensioni meccaniche durante l’allungamento, migliorando così la resistenza complessiva della cella.
Nonostante i progressi, il team è ancora lontano dal realizzare celle solari estensibili su larga scala. Uno degli ostacoli principali è la bassa conducibilità dei polimeri usati per trasportare l’elettricità generata. Tuttavia, i ricercatori stanno già lavorando per superare questo limite, con l’obiettivo finale di creare celle solari organiche estensibili di grandi dimensioni, adatte a un uso quotidiano su dispositivi indossabili.
