Mit der Anwendung der Nanotechnologie wird die photovoltaische Folie von Ribes Tech auf leichte und flexible Plastikfolien gedruckt, die sowohl die Strahlung der Sonne als auch das künstliche Licht (wie das Licht von den Birnen) in Strom umwandeln können, der die automatischen Systeme und andere Technologien versorgt.
Das ist eine wirksame Lösung vom Standpunkt der Ersparnis aus, da man die Anwendung von Batterien vermindert, sowie der Umweltfreundlichkeit, da die photovoltaische Folie im Gegenteil zu den Batterien wie normales Plastik wiederverwendet werden kann.
Ribes Tech ist ein Start-Up, das durch die Zusammenarbeit zwischen dem italienischen Institut für Technologie (IIT) aus Mailand und dem OMET aus Lecco im März 2016 entstanden ist. Das erste ist auf Nanotechnologien und das zweite auf richtungsweisende Realisation von Druckmaschinen spezialisiert. Diese Verbindung von wissenschaftlichen und gewerblichen Kompetenzen wurde von Marco Carvelli angestrebt, ein 31jähriger Ingenieur und Absolvent an der Politecnico von Mailand.
Er kehrte aus den Niederlanden nach Italien zurück, um mit anderen Wissenschaftlern – alle unter 35 Jahren alt – ein bahnbrechendes Projekt für die photovoltaischen Paneele zu realisieren: Diese Innovation wird durch die Verlegung zukunftsorientierter Tinten möglich.
Die Idee von Ribes Tech ist von der Forschung von OLED inspiriert, d.h. von den Dioden (Geräte, die Licht ausstrahlen) von Handy- und Computerbildschirmen. Die photovoltaischen Zellen sind ähnlich, aber anstatt Licht auszustrahlen, saugen sie das Licht ein und verwandeln es in elektrische Energie.
Was ist die photovoltaische Folie Ribes Tech?
image credit: Ribes Tech
Ribes Tech, das Start-Up, das von Carvelli erdacht und gegründet wurde, hat eine photovoltaische Folie entworfen, die die automatisierten Systeme und andere Technologien versorgen kann.
Diese wird auf günstigen Plastikblättern in großen Mengen gedruckt und funktioniert mit künstlichem Licht. Solche Blätter sind sehr leicht, dünn und flexibel. Das Hauptmerkmal dieser Produktionstechnik ist die Fähigkeit, während des Druckprozesses die Leiter- und Halbleitermaterialien abzusetzen, aus der die photovoltaische Zelle besteht. Die benutzten Materialien werden in Lösemitteln aufgelöst, um so spezielle Tinten zu produzieren. Solche Tinten sind auch mit dem Rotationsdruck bzw. der Drucktechnik für Zeitungen, Taschentücher und Flaschenetiketten kompatibel. Die Folie wird auf günstigen Schichten aus verschiedenen Farben und Formen je nach Umgebung gedruckt.
Wie funktioniert die photovoltaische Folie von Ribes Tech?
image credit: Ribes Tech
Die Arbeitsweise läuft wie folgt: Die photovoltaischen Zellen benutzen das halbleitfähige Polymer gemischt mit Fullerenen (Moleküle aus Kohlenstoff).
Das Paneel ist wie ein Doppelsandwich: auf der Basis einer Plastikschicht druckt man die geschichtete Zelle, die dann wiederum mit einem anderen kunststoffbeschichteten Blatt. Dieser Prozess wird mit der Anwendung der Nanotechnologie durchgeführt: Diese Technik ermöglicht, dass die Materialien auf einer molekularen Ebene behandelt und in eine Art Tinte verwandelt werden, die später auf die Folie gedruckt wird. Wenn die Tinte trocken ist, behalten die Nanopartikel die Fähigkeit, die Sonnenstrahlung in Strom zu verwandeln.
Die Zellen sind normalerweise auf PET montiert, d.h. das gleiche Plastik, mit dem Wasserflaschen hergestellt werden. Auf der Folie werden die verschiedenen Schichten von organischen Halbleitern abgesetzt. Diese sind besondere Polymere bzw. besonderes Plastik, das als Leiter oder Halbleiter den Strom leiten kann. Dank der Hilfe von Polymeren ist die Folie, die die automatisierten Systeme versorgt, nicht schädlich. Außerdem kann man dieses Produkt als Plastikmaterial recyceln.
Merkmale und Vorteile der photovoltaischen Folie von Ribes Tech
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Die photovoltaische Folie funktioniert mit künstlichem Licht ohne Probleme und sie ist sogar effektiver als andere Technologien wie die Siliziumpaneele, die man normalerweise auf den Dächern sieht. Der Grund ist, dass die Folie einfach geändert werden kann, indem man die Seite der Zelle wechselt, die das Licht einsaugt. Selbstverständlich wird in Anwesenheit von künstlichem Licht weniger Energie geleitet als bei Sonnenlicht, aber oft reicht es für die automatisierten Systeme im Haus und für das sogenannte Internet der Dinge (IOT).
Die photovoltaische Folie von Ribes Tech hat mit künstlichem Licht ungefähr die gleiche Laufzeit von Batterien. Sie kann mehrere Zehner von Microwatts pro Quadratzentimeter erzeugen. Mit diesen Blättern kann man die Anwendung von Batterien vermindern und so sparen und gleichzeitig umweltfreundlicher sein: Die Batterie besitzen schädliche Materialien und manchmal sind diese schwer zu entsorgen.
Am Ende ihrer Laufzeit kann die Folie wie jeder anderer Plastikgegenstand recycelt werden.
Es ist noch schwer, den Preis der photovoltaischen Folien für die Versorgung automatisierter Anlagen zu schätzen. Vielleicht werden in der Zukunft solche Folien so viel wie eine banale Flaschenetikette kosten. Momentan gibt es aber keine große Firma, die die notwendigen Tinten für die Produktion der photovoltaischen Schichten herstellt. Deswegen werden diese in kleinen Mengen von kleinen Forschungsgruppen produziert, aber noch nicht in einem automatisierten Prozess. So liegen die Kosten leider noch hoch, aber nicht höher als die einer Mignon Batterie.
Das Ziel der Forscher ist, die photovoltaische Folie im Bereich der Heimautomatisierung zu benutzen: Sensoren, Alarmanlagen, Melder, Fernbedienungen, elektronische Etiketten, Bildschirme usw. In der Zukunft wird das Ziel sein, diese Technologie in dem ganzen Elektronikbereich und in Handys einzusetzen.
Man hat geplant, Verträge mit spezialisierten Firmen im Bereich der Heimautomatisierung, der kabellosen Technologie, der Sensoren und der elektronischen Systeme zu schließen. Ribes Tech möchte mit solchen Firmen zusammenarbeiten, da viele interessiert sind, die photovoltaische Technologie in der Produktion einzusetzen.
Ribes Tech arbeitet seit langem an dem Projekt der photovoltaischen Zelle vor allem für den Heimautomatisierungsbereich. Die ersten Prototypen wurden entwickelt und bald bzw. noch in diesem Jahr wird man von Firmen erfahren, durch deren Zusammenarbeit man das Produkt auf dem Markt hinzufügen wird.
Die Idee vom Start-Up Ribes Tech ist, das zu sammeln, was man normalerweise wegwirft ohne es zu merken. Vor der Zeit der Nanotechnologie hätte niemand gedacht, dass man flexible und dünne photovoltaische Module entwickeln kann, die das Licht der Birnen in Strom verwandeln können. Man muss also geduldig auf die Entwicklung dieses 100% italienischen Projekts warten, das unser Land zu umweltfreundlichen energetischen Verbrauch und Produktion führen wird.
Die photovoltaischen Folien von Ribes Tech wurden vom Kürzen von dem „Mit Technology Review“ als eine der zehn wichtigsten Neuigkeiten in Italien von Under 35 ausgezeichnet.