Grazie alle proprie competenze avanzate, il Dipartimento di Nanochimica dell’Istituto Italiano di Tecnologia (IIT) è uno dei partner del progetto Scalenano, finanziato nell’ambito del programma FP7-Energia della Commissione Europea. Il progetto ha l’obiettivo di aumentare la competitività dei Paesi europei nel settore delle tecnologie fotovoltaiche a film sottile, realizzando innovazioni che rendano più efficienti i dispositivi di funzionamento dei pannelli solari. Il progetto è stato avviato nel febbraio 2012 e troverà conclusione nel luglio 2015.
Il progetto coinvolge un consorzio interdisciplinare composto da 13 istituti partner, coordinato dal Catalonia Institute for Energy Research di Barcellona, e di cui fa parte il Dipartimento di Nanochimica di IIT che metterà a disposizione la propria competenza nello studio e nella caratterizzazione chimica dei nuovi materiali. Il principale scopo di Scalenano è, infatti, lo sviluppo e la realizzazione di una nuova tecnologia fotovoltaica che sfrutti in modo nuovo le proprietà fotoelettriche dei calcogenuri (particolari composti di Rame, Indio, Gallio e Seleniuro) e che si basi su processi eco-compatibili e sostenibili con costi bassi ed efficienze alte.
I composti di Rame, Indio, Gallio e Seleniuro (CIGS) sono materiali già utilizzati per applicazioni nel settore dell’energia solare, ma il progetto Scalenano punta a innovare i metodi della loro produzione; i metodi attuali sono costosi, difficili da controllare nella realizzazione di ampie superfici e basati su dispendiose tecniche di vuoto, richiedendo quindi un impiego di capitale iniziale molto alto. I nuovi metodi più economici indagati da Scalenano non prevedono l’utilizzo di tecnologie del vuoto e sfruttano l’elettrodeposizione di precursori nanostrutturati.
“Il Consorzio è altamente interdisciplinare e il nostro contributo scientifico sarà focalizzato sulla produzione di nanoparticelle con caratteristiche ben precise e ben controllate, in modo da ottenere materiali adeguati sia alla formulazione di inchiostri sia alla definizione di processi di sinterizzazione”, dichiara Liberato Manna, Direttore del Dipartimento di Nanochimica di IIT. “Lo scopo finale è quello di produrre film sottili, partendo da queste nanoparticelle, che costituiranno il materiale attivo nei dispositivi fotovoltaici finali”.
Il gruppo di ricercatori coordinato da Manna sarà responsabile della produzione e caratterizzazione di nanoparticelle di composti CIGS, seguendo vie di sintesi eco-compatibili. Lo studio della composizione, forma, dimensione e struttura cristallografica delle nanoparticelle sarà realizzato grazie a tecniche e strumenti avanzati: microscopia a trasmissione elettronica (TEM), TEM ad alta risoluzione, spettroscopia Raman, diffrazione a raggi X (XRD), spettroscopia fotoelettronica a raggi X (XPS), spettroscopia EDX (energy dispersive x-ray), spettroscopia EELS (electron energy loss) e spettroscopia ICP (inductively coupled plasma).
I partner del Consorzio Scalenano sono: IREC – Catalonia Institute for Energy Research (Spagna), EMPA-Swiss Federal Laboratories Materials Science and Technology (Svizzera), Istituto Italiano di Tecnologia (Italia), CEA-Commissariat à l’Energie Atomique et aux Energies Alternatives (Francia), HZB-Helmholtz Zentrum Berlin (Germania), UNOTT-University of Notthingham (UK), UL-Université de Luxembourg (Lussemburgo), SUPSI-Scuola Universitaria Professionale della Svizzera Italiana (Svizzera), Free University Berlin (Germania) e quattro aziende di diversi settori: Merck KGaA (Chimica), NEXCIS (Fotovoltaico), IMPT (Tecnologie a film-sottile), Semilab (Metrologia).
Istituto Italiano di Tecnologia: www.iit.it
Scalenano: www.scalenano.eu