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27 - ELETTRONICA OGGI 458 - NOVEMBRE/DICEMBRE 2016
applicati con successo in sensori di gas, interruttori
ottici e in altri impieghi.
La sostituzione del pannelli solari in silicio
Anche nel campo della generazione di energia,
dove le innovazioni più interessanti sono quelle che
si collocano nell’area del fotovoltaico, la ricerca si
indirizza verso le alternative ai pannelli solari in sili-
cio. Un gruppo attivo presso il Polo Solare Organico
della Regione Lazio (Chose) ha realizzato un modulo
che utilizza un composto dalla particolare struttura
cristallina in grado di ospitare diversi elementi, un
materiale simile a un inchiostro, la perovskite ibri-
da, che può essere depositata con facilità mediante
una tecnica di stampa tradizionale.
Nonostante l’attività di ricerca su questi materiali
sia in corso già da molti anni, finora la loro impor-
tanza era solo teorica, in quanto si potevano realiz-
zare solo celle di piccolissime dimensioni. La svol-
ta, illustrata da Aldo Di Carlo, del Dipartimento di
Ingegneria Elettronica dell’Università Tor Vergata,
consiste nel fatto che si tratta del primo modulo al
mondo in scala reale, delle dimensioni di oltre 20
centimetri quadrati, basato su perovskiti ibride or-
ganiche/inorganiche, con possibilità di applicazioni
industriali e commerciali.
Attualmente, i ricercatori sono al lavoro per cercare
di aumentare l’efficienza dell’impianto, che rappre-
senta per il momento il limite principale in vista del-
la realizzazione di un prodotto vantaggioso, capace
di sostituire i pannelli solari in silicio.
Il futuro della perovskite
L’obiettivo è raggiungere il 20%, che il silicio ha
conseguito dopo molti anni. Il motivo per cui si ri-
tiene che il successo sia a portata di mano dipende
dal fatto che nelle celle di piccole dimensioni siamo
già arrivati al 16%.
La perovskite, o ossido di titanio di calcio, sembra
particolarmente adatta alla produzione in grande
scala in virtù della semplicità della sua struttura ato-
mica, che ne agevola la modifica in vista di un au-
mento dell’assorbimento della luce. Le sue possibili
applicazioni sono state studiate anche all’Università
di Oxford dal gruppo che fa capo al professor Hen-
ry Snaith. Per il momento, questo team ha raggiunto
un’efficienza di conversione dell’energia solare in
energia elettrica superiore al 15% con una tensione
a vuoto di 1,07 V, contro lo 0,7 V del silicio. Secondo
i ricercatori, questo approccio consentirà di ridurre
i costi del pannelli fotovoltaici.
La silicon photonics
Accanto alla sostituzione del silicio è allo studio la
possibilità di integrarlo con altre tecnologie, come
avviene nella linea di ricerca sulla silicon photonics,
che integra componenti in silicio con sensori foto-
nici. Gli scienziati della NASA stanno sviluppando
il modem LCRD (Laser Communications Relay De-
monstration), basato su questi principi e grande
come un comune cellulare. Contemporaneamente,
anche Intel e IBM hanno allo studio soluzioni in cui i
segnali d’ingresso dei circuiti elettronici siano rap-
presentati da fotoni. Tornando all’agenzia spazia-
le statunitense, il primo lancio di un chip LCRD è
stato programmato entro il 2020, nell’ambito della
ISS (Stazione Spaziale Internazionale) che eseguirà
i test di comunicazione nell’orbita bassa del pianeta
(LEO, Low-Earth Orbit). Dopo il lancio, l’LCRD entre-
rà a far parte del sistema ILLUMA (LCRD LEO User
Modem and Amplifier).
TECH INSIGHT
BEYOND SILICON
IL FOTOVOLTAICO ORGANICO
Il fotovoltaico organico, o OPV, rappresenta uno
degli approcci più promettenti del solare di terza
generazione: queste celle sono leggere, flessibili,
poco costose, facili da installare e non richiedono
la luce diretta del sole per funzionare. D’altro can-
to, però, oltre ad una vita operativa decisamente
più contenuta rispetto al tradizionale fotovoltaico
in silicio, devono anche necessariamente aumen-
tare la loro efficienza per divenire davvero compe-
titive. Il nuovo passo avanti compiuto da Heliatek
) è stato confermato uffi-
cialmente e in modo indipendente del Fraunhofer.