IT202100020261A1 - Pellicola rimovibile per ridare efficienza ad impianti solari fotovoltaici esistenti - Google Patents

Description

Titolo: ?Pellicola rimovibile per ridare efficienza ad impianti solari fotovoltaici esistenti?

Descrizione

Campo della tecnica

[0001] La presente invenzione si colloca nel campo degli impianti solari fotovoltaici, in particolare, di pellicole per ridare efficienza ai medesimi impianti, apportando cos? una maggiore protezione UV e una maggior numero di fotoni.

[0002] La presente invenzione riguarda ulteriormente i metodi per ottenere la suddetta pellicola. Stato dell?arte

[0003] Negli ultimi anni, l?elevata presenza e utilizzo di impianti solari fotovoltaici, con conseguente loro usura, ha determinato uno sviluppo crescente della ricerca di sistemi e materiali atti a migliorare e ripristinare gli impianti esistenti, evitandone la loro sostituzione.

[0004] Con il degrado nel tempo dell?impianto, alcune parti possono manifestare malfunzionamenti e una produzione di energia meno performante: di conseguenza l?utilizzatore inizia ad avere un minor risparmio in bolletta con conseguente impatto negativo sulla sostenibilit?. Per questo motivo spesso si valutano interventi di ottimizzazione e ammodernamento e degli impianti fotovoltaici, per ridare l?efficienza.

[0005] Quando l'impianto fotovoltaico inizia a manifestare una riduzione costante e importante di produzione dell'energia, rallentamenti, performance inferiori e un degrado fisico di alcune parti, ? opportuno valutare un intervento che porti un miglioramento e ridia efficienza all?impianto.

[0006] La vita media degli impianti fotovoltaici si attesta intorno agli 8-10 anni se si prende come riferimento i soli impianti installati durante gli anni del boom energetico (2009-2011). Detta soglia si alza, se si prende in considerazione gli impianti di recente installazione e dotati di una tecnologia pi? moderna che hanno una vita media di 25 anni, ma agenti atmosferici, rotture impreviste o materiali di scarsa qualit?, possono ridurne la vita. Un intervento tempestivo pu? favorire la continuit? di produzione dell'energia.

[0007] Tra le modalit? di intervento vi sono il ?revamping? e il ?repowering?; il primo ? un procedimento che prevede alcune manovre finalizzate all?ottimizzazione e ammodernamento dell?impianto fotovoltaico che presenta problemi di performance.

[0008] Grazie all?incessante evoluzione delle tecnologie in ambito fotovoltaico, sono state sviluppate nuove modalit? di intervento sugli impianti che garantiscono maggiore precisione ed efficacia anche nel caso di problematiche quali il surriscaldamento delle celle, le perdite di potenza, le rotture dei pannelli, o semplicemente il degrado dei materiali.

[0009] In ciascuno dei sopra citati casi l?impianto o le sue componenti potrebbero non rispettare le norme di conformit? dettate dal GSE (Gestore dei Servizi Energetici) e, pertanto, si rende necessario il ?revamping? fotovoltaico.

[0010] Intervenire con le manovre di ?revamping?, quindi, comporta la sostituzione, rimozione e nuova installazione di componenti principali quali moduli e inverter che presentano criticit?, o l?intervento di riparazione su una o pi? aree danneggiate.

[0011] Oltre alla modalit? sopra descritta, esiste anche un?altra operazione cosiddetta di ?repowering?, che prevede interventi per il potenziamento energetico dell?impianto e modifica delle componenti del sistema, senza agire sull?impianto nella sua interezza , ma solo aggiungendo dei componenti che determinano l?aumento della potenza dell?impianto stesso.

[0012] Tra le varie tecniche e modalit? conosciute per aumentare la potenza dell?impianto vi sono ad esempio i sistemi di accumulo che rientrano tra le principali componenti di potenziamento di un impianto fotovoltaico.

[0013] Questa modalit? ha il vantaggio di accumulare energia, ma non prende in considerazione ad esempio l?usura dei pannelli solari fotovoltaici, attraverso i quali le radiazioni solari vengono captate per produrre elettricit?. Nello specifico questo avviene attraverso pi? celle fotovoltaiche collegate tra di loro, costituite da silicio, capaci di convertire i fotoni, attraverso una reazione fisica, in un campo elettrico in corrente continua.

[0014] A tal fine, ricercare un sistema o materiale atto a migliorare e ripristinare gli impianti esistenti, non solo aumentandone l?efficienza ma anche proteggendo i pannelli solari esistenti, evitandone la loro sostituzione, pu? giocare un ruolo determinante.

Sommario dell?invenzione

[0015] Il problema indirizzato dalla presente invenzione ? quindi quello riuscire a dare efficienza ad impianti fotovoltaici esistenti, evitandone la sostituzione.

[0016] Pertanto la presente invenzione risolve il suddetto problema mediante la pellicola rimovibile e relativo procedimento di preparazione, nonch? dall?uso e dagli oggetti che la vedono impiegata, come delineato nelle annesse rivendicazioni, le cui definizioni sono parte integrante della presente descrizione, consentendo pertanto di disporre di una pellicola rimovibile che offre protezione UV ai pannelli e fotoni aggiuntivi al semiconduttore di silicio sottostante.

[0017] Inoltre, come addizionale vantaggio, la soluzione proposta comporta un aumento dell?efficienza dell?impianto solare fotovoltaico e quindi un maggior ut ilizzo delle energie rinnovabili, come l?energia solare.

[0018] Ulteriori caratteristiche e vantaggi della pellicola rimovibile dell?invenzione e dei metodi di impiego risulteranno dalla descrizione degli esempi di realizzazione dell?invenzione, forniti come una indicazione dell?invenzione.

[0019] L?oggetto specifico ? una pellicola rimovibile e relativo procedimento di preparazione, che in termini assoluti pu? rappresentare un materiale strategico per ridare efficienza agli impianti solari fotovoltaici.

Descrizione dettagliata dell?invenzione

[0020] Ai fini della descrizione del presente documento, il termine "e / o", se utilizzato in un elenco di due o pi? articoli, significa che uno qualsiasi degli articoli elencati pu? essere impiegato da solo, o in qualsiasi combinazione di due o pi? degli articoli elencati.

[0021] Ad esempio, se una combinazione ? descritta come contenente i componenti A, B e / o C, oppure, A e/o B e/o C, la composizione pu? contenere solo A; solo B; solo C; A e B in combinazione; A e C in combinazione; B e C in combinazione; o A, B e C in combinazione.

[0022] I termini "comprende", "comprendente" o qualsiasi altra sua variazione, intendono coprire un'inclusione non esclusiva, in modo tale che un sistema, un metodo, un uso, ecc. che comprende un elenco di elementi non includa solo quegli elementi ma pu? includere altri elementi non espressamente elencati o inerenti a tale sistema, metodo, uso, ecc.

[0023] Un elemento seguito da ?comprende?un?? non impedisce, senza ulteriori vincoli, l'esistenza di ulteriori elementi identici nel sistema, metodo o uso che comprende l'elemento.

[0024] Generalmente, la vita media degli impianti fotovoltaici di recente installazione si attesta intorno ai 25 anni, ma agenti atmosferici, rotture impreviste o materiali di scarsa qualit?, possono ridurne la vita. Un intervento tempestivo determina una continuit? di produzione dell'energia.

[0025] ? stato studiato un metodo per ridare efficienza ad impianti solari fotovoltaici determinando non solo un?ottimizzazione e ammodernamento dell?impianto fotovoltaico che presenta problemi di performance, ma anche una protezione ai pannelli solari che, captando i raggi solari, rappresentano gli elementi indispensabili ed essenziali di un impianto solare fotovoltaico, nonch? la loro efficienza.

[0026] Un oggetto della presente invenzione ? pertanto una pellicola rimovibile per ridare efficienza ad impianti solari fotovoltaici esistenti, comprendente:

[0027] - un nanomateriale composito ibrido composto di un doppio idrossido stratificato provvisto di uno o pi? elementi lantanidi inseriti negli strati bidimensionali e uno o pi? composti organici, o acidi o sali degli stessi, intercalati tra essi e

[0028] - una resina polimerica trasparente UV.

[0029] ? stato infatti sorprendentemente trovato che la pellicola della presente invenzione e relativo procedimento di preparazione consente di ridare efficienza ad impianti solari fotovoltaici esistenti, ossia di intervenire con la cosiddetta modalit? di ?repowering?, che prevede interventi per il potenziamento energetico dell?impianto e modifica delle componenti del sistema, senza agire sull?impianto nella sua interezza, ma solo aggiungendo dei componenti che determinano l?aumento della potenza dell?impianto stesso.

[0030] Il ?repowering? ? un intervento che ha lo scopo di potenziare e ottimizzare ulteriormente il funzionamento di un impianto e consente di superare le prestazioni iniziali (entro i limiti stabiliti dalla normativa GSE).

[0031] Il ?repowering? ? una procedura standard per ammodernare impianti preesistenti, inserendo al loro interno componenti tecnologicamente pi? attuali ed evolute che incrementano le performance dei moduli.

[0032] Un ulteriore vantaggio dalla pellicola rimovibile della presente invenzione, oltre ad aggiungere fotoni al semiconduttore di silicio sottostante, ? quello di proteggere dai raggi UV i pannelli solari fotovoltaici.

[0033] Ulteriormente la pellicola rimovibile della presente invenzione garantisce un indice di rifrazione inferiore a quello del vetro, garantendo cos? una maggior trasmittanza della radiazione solare.

[0034] Altro vantaggio ? dato dall?energia solare, prodotta mediante i moduli fotovoltaici, facenti parte dell?impianto fotovoltaico, che pu? essere utilizzata per generare equivalenti finanziari, anche detti ?token?, che possono essere utilizzati nelle comunit? energetiche rinnovabili presenti in Italia (SmartCommunity aka).

[0035] Ulteriore vantaggio ? dato dall?energia solare, prodotta mediante i moduli fotovoltaici, facenti parte dell?impianto fotovoltaico, che pu? essere utilizzata per alimentare una o pi? blockchain pubblica. In questo modo, essendo chiara la natura rinnovabile della fonte energetica sar? possibile beneficiare di credito pubblico nell?impiego di detta energia.

[0036] Oggetto della presente invenzione ? una pellicola rimovibile per ridare efficienza ad impianti solari fotovoltaici esistenti, comprendente:

- un nanomateriale composito ibrido composto di un doppio idrossido stratificato provvisto di uno o pi? elementi lantanidi inseriti negli strati bidimensionali e uno o pi? composti organici, o acidi o sali degli stessi, intercalati tra essi e

- una resina polimerica trasparente UV.

[0037] Per pellicola si intende uno strato molto sottile di materiale flessibile o fluido.

[0038] La pellicola della presente invenzione si presenta in forma liquida prima della sua applicazione sulla superficie del pannello solare fotovoltaico, successivamente descritta, e sotto forma di film solido trascorsi 30 minuti dalla sua applicazione sulla superficie del pannello solare fotovoltaico.

[0039] Per rimovibile si intende la possibilit? di un oggetto o sostanza di essere rimosso, nello specifico la pellicola ? rimovibile, in quanto pu? essere rimossa dalla superficie del pannello solare fotovoltaico una volta usurata detta pellicola.

[0040] Per nanomateriale si intende un materiala naturale, derivato o fabbricato contenente particelle allo stato libero, aggregato o agglomerato, in cui per almeno il 50% delle particelle nella distribuzione numerica, una o pi? dimensioni esterne siano comprese fra 1 e 100 nanometri (nm).

[0041] In particolare, il nanomateriale della presente invenzione ? un nanomateriale composito ibrido composto di un doppio idrossido stratificato provvisto di uno o pi? elementi lantanidi inseriti negli strati bidimensionali e uno o pi? composti organici, o acidi o sali degli stessi, intercalati tra essi.

[0042] Secondo una forma di realizzazione pi? preferita della presente invenzione, il nanomateriale della presente invenzione ? un nanomateriale composito ibrido composto di un doppio idrossido stratificato simile all?idrotalcite provvisto di uno o pi? elementi lantanidi inseriti negli strati bidimensionali e uno o pi? composti organici, o acidi o sali degli stessi, intercalati tra essi.

[0043] I materiali del tipo dei doppi idrossidi stratificati con lantanide/i inserito/i forniscono risultati promettenti nella loro capacit? come materiali per la down conversione dell?energia luminosa.

[0044] Secondo una forma di realizzazione preferita della presente invenzione, gli elementi lantanidi sono selezionati da un gruppo consistente di Sm3+, Eu3+ e Gd3+.

[0045] I suddetti elementi lantanidi vengono inseriti negli strati bidimensionali (2D) di un composto con doppio idrossido stratificato (LDH) del tipo dell?idrotalcite (detta anche HTLC) attraverso un processo di auto-assemblaggio che ha luogo in presenza delle specie organiche chelanti a condizioni idrotermali (elevati T, P, t) all?interno di una sintesi one-pot a singola fase, ad esempio con 80 < T < 150 ?C e 8 < t < 12 ore in un contenitore sigillato, ad esempio un contenitore in Teflon. Nel contesto della presente descrizione, T ? la temperatura in gradi centigradi, t ? il tempo in ore e P ? la pressione generata come funzione dello spazio vuoto, strategicamente lasciato al 25% del volume totale, nel contenitore in Teflon sigillato che conserva al proprio interno la soluzione del precursore, seguendo cos? la sintesi one-pot. Si riscontra che il materiale sintetizzato conserva la propriet? della o delle specie organiche, oltre a fornire a esse una migliore stabilit? alla temperatura e dimostrare una migliore trasparenza alla luce.

[0046] I materiali LDH sono materiali stratificati con strati caricati positivamente e anioni di bilanciamento della carica debolmente legati, spesso intercambiabili, posti nella regione tra gli strati. Gli anioni di partenza dei materiali LDH, a seconda dei sali precursori, possono essere facilmente sostituiti rimpiazzando gli anioni posti nella regione tra gli strati all?interno di una sintesi idrotermale one-pot. Le idrotalciti sono un esempio di materiali LDH consistenti di strutture simili alla brucite (la brucite ? la forma minerale dell?idrossido di magnesio Mg(OH)2), in cui ha avuto luogo una sostituzione parziale di Mg2+ tramite ioni Al3+, e dove allo scopo di bilanciare la carica positiva generata come conseguenza di tale sostituzione degli strati, sono presenti anioni, generalmente carbonati, tra gli strati, co-occupati da molecole d?acqua. Gli anioni di carbonato che si trovano tra gli strati strutturali sono debolmente legati, per cui l?idrotalcite presenta capacit? di scambio di anioni.

[0047] Secondo una forma di realizzazione preferita della presente invenzione, i composti organici sono selezionati da un gruppo consistente di cumarina e fluoresceina.

[0048] La realizzazione pu? riguardare un nanomateriale composito ZnAlEucumarina:fluoresceina, che ? un materiale ibrido organico-inorganico (ossia una miscela tra un ?ospitante? inorganico e un ?ospitato? organico intercalato) strutturato in maniera tale che la molecola o le molecole ospitanti conservino la loro propriet? di down conversione dell?energia da UV a visibile.

[0049] L?inserimento di elementi lantanidi in una tale tecnica one-pot permette di operare diverse selezioni degli ioni M2+ e M3+, nella presente descrizione si contemplano inoltre i tentativi di realizzare un nanomateriale del tipo del CuInxGa(1?x)Se2 (CIGS) mediante sintesi di tipo idrotermale one-pot in fase di soluzione, a basso costo.

[0050] Nello specifico, ? possibile intercalare due molecole organiche, quali la Molecola1 (anione cumarina-3-carbossilato) e la Molecola2 (sale di sodio di fluoresceina) in fase di soluzione (se esposte a condizioni di elevata temperatura e pressione) all?interno della struttura stratificata bidimensionale ospitante grazie al fatto che la struttura stratificata raggiunge una carica positiva netta in ragione dello sbilanciamento della carica, ad esempio via sostituzione di ioni M(II) con M(III) a condizioni di elevata temperatura e pressione, con gli ioni droganti di Ln che sostituiscono ulteriormente i siti M(III) tramite auto-assemblaggio.

[0051] L?intercalazione delle molecole organiche anioniche ha luogo attraverso un processo di auto-assemblaggio a condizioni di elevata temperatura e pressione necessarie per rimpiazzare gli anioni dei sali metallici di partenza (ad esempio nitrati) e sostituire gli ioni M(II) nella struttura simile alla brucite con quelli degli ioni metallici trivalenti M(III) con coordinamento ottaedrico degli stessi con i vicini prossimi. L?intercalazione riuscita ? stata caratterizzata attraverso tecniche di principio quali XRD, NMR, FTIR, TGA e SSPL (diffrazione a raggi X, risonanza magnetica nucleare, infrarosso con trasformata di Fourier, analisi termogravimetrica e fotoluminescenza allo stato solido).

[0052] La propriet? di down conversione dell?energia da UV a visibile della Componente1 rimane protetta, a vantaggio dell?ospitante inorganico, fino a circa 300-350 gradi centigradi. Si contempla quindi la sua applicazione in condizioni di alta temperatura come eventualit? all?interno nella presente invenzione. In aggiunta, ? stato notato che la Componente1 conserva una buona trasparenza verso la luce nello spettro visibile (trattandosi di materiali a elevata banda proibita), oltre ai numerosi altri vantaggi sopra descritti.

[0053] Secondo una forma di realizzazione preferita della presente invenzione, il composto di un doppio idrossido stratificato, costituito da una galleria interstrato del medesimo doppio idrossido stratificato, per lo scambio di ioni, ? il materiale anodico.

[0054] Detto materiale anodico realizzato con nanomateriali simili all?idrotalcite pu? essere reso energicamente favorevole per la carica e la scarica avente una certa velocit?, data dalla galleria interstrato del doppio idrossido stratificato, che offre uno spazio sostanziale per lo scambio di ioni.

[0055] Secondo una forma di realizzazione preferita della presente invenzione, il composto di un doppio idrossido stratificato ? descritto dalla formula empirica:

[(M2+)n(M3+)m(OH)2(n+m)]m+[(Ax?)m/x?yH2O],

[0056] dove M2+ e M3+ sono cationi metallici, A rappresenta uno o pi? anioni x-valenti, x ? la carica dell?anione e y ? il numero di molecole d?acqua tra gli strati.

[0057] Secondo una forma di realizzazione preferita della presente invenzione, la resina polimerica ? una resina epossidica bicomponente.

[0058] Per resina polimerica si intende un prodotto plastico liquido trasparente che si indurisce per creare un rivestimento spesso e durevole. Le due parti che costituisco una resina polimerica sono una resina plastica liquida e un catalizzatore liquido.

[0059] Nello specifico la resina della presente invenzione ? una resina epossidica bicomponente, ossia in formulato a base di resine sintetiche, composto da una base e da un indurente, l?indurente serve alla polimerizzazione sia a freddo che a caldo.

[0060] Altro oggetto della presente invenzione ? un procedimento per la preparazione della pellicola rimovibile come precedentemente descritta, comprendente o, alternativamente, costituito dai seguenti passaggi:

A) preparare il nanomateriale,

B) preparare la resina polimerica,

C) miscelare il nanomateriale del passaggio A) nella resina polimerica del passaggio B), D) applicare la miscela ottenuta dal passaggio C) sulla superficie del vetro fotovoltaico entro 30 minuti da quando ? stato terminato il passaggio C).

[0061] Secondo una forma di realizzazione preferita della presente invenzione, la preparazione del nanomateriale ? eseguita attraverso un processo di auto-assemblaggio, in cui lo ione del lantanide agisce come veicolo delle controparti organiche, assemblandole di conseguenza all?interno delle gallerie stratificate del nanocomposito del tipo dell?idrotalcite in una simultanea operazione di sistemazione entro lo strato 2D.

[0062] La preparazione di un materiale del tipo di un doppio idrossido stratificato ibrido, avente una distanza tra i singoli strati del doppio idrossido stratificato di circa 2 nm, comprende due anioni organici (Molecola1 e Molecola2) come anioni per il bilanciamento della carica, dove ad esempio la Molecola1 ? cumarina-3-acido carbossilico C10H6O4 di peso molecolare 190,15, avente una ?ex = 370-390 nm e una corrispondente ?em = 450 nm, e la Molecola2 ? il sale di sodio della fluoresceina C20H10Na2O5 di peso molecolare 376,27, avente una ?ex = 460 nm e una ?em = 515 nm, dove il processo di intercalazione comprende le fasi di:

[0063] (a) sintesi one-pot unica, consistente della preparazione di sospensione di una soluzione precorritrice comprendente una o pi? fonti di ioni metallici bivalenti e una o pi? fonti di ioni metallici trivalenti, con conseguente miscelazione a t.a., con agitazione costante della soluzione precorritrice in un solvente polare, ad esempio acqua milliQ, con mantenimento esterno dell?intervallo di pH (7,5-8) finch? inizia a formarsi un impasto liquido opaco (strutture simili alla brucite);

[0064] (b) sintesi idrotermale naturale a seguito della fase (a) (con sottoposizione della soluzione preparata ad alta temperatura e alta pressione per un certo periodo di tempo: condizioni di T, P, t elevati), che si ottiene normalmente in un contenitore di Teflon sigillato mantenuto in forno;

[0065] (c) dove nella sospensione precorritrice ottenuta in seguito alla fase (a) esiste una struttura del tipo della brucite avente controparti chelate degli ioni dei lantanidi co-presenti/coesistenti (nelle sue sfere di coordinazione vacanti, con 8-9 legami di coordinazione possibili) con quelle delle molecole organiche anioniche (Molecola1 e Molecola2) e/o acqua/anione precursore di partenza.

[0066] L?anione o gli anioni organici possono essere aggiunti prima della formazione di strutture del tipo degli idrossidi metallici (brucite) nella fase (a), in maniera da ottenere un germe per la formazione di strati 2D di doppi idrossidi stratificati auto-assemblati inseriti con i complessi del lantanide con quelli della Molecola1 e della Molecola2.

[0067] La fonte o le fonti di ioni metallici bivalenti e/o la fonte o le fonti di ioni metallici trivalenti si inseriscono nel processo di miscelazione in un solvente polare prima della fase (b) a pH controllato.

[0068] Come mezzo di sospensione ? possibile usare acqua deionizzata (o un solvente polare simile), a patto che le due molecole organiche non siano le sole componenti anioniche nella fase di soluzione, coesistendo le stesse con gli anioni dei sali precursori, ad esempio nitrati, molecole di H2O e HSe? indotto esternamente (a seconda del caso e dell?obiettivo della sintesi), in maniera che la loro presenza nella maggior parte della soluzione funga da bilanciamento della carica tra gli strati e anche per chelare lo ione del lantanide tra la Molecola1 e la Molecola2, riempiendo cos? le loro sfere di coordinazione vuote, fatto che non sarebbe stato possibile con grosse molecole organiche da sole in ragione dei vincoli di impedimento spaziale.

[0069] Poich? l?affinit? della Molecola1 e della Molecola2 con quella dello ione del lantanide pu? essere dovuta pi? all?effetto di chelazione (dalla Molecola1 e dalla Moleco la2), il conseguente rimpiazzo della maggior parte delle molecole d?acqua di partenza entro le loro sfere di coordinazione ha luogo come caso automatico in condizioni di elevata temperatura e pressione. In seguito a questo, lo ione del lantanide, chelato con la Molecola1 e la Molecola2 pu? rimpiazzare il sito ottaedrico occupando ioni M(III) trivalenti dai doppi idrossidi stratificati del tipo della brucite, perdendo quindi nel processo le molecole d?acqua ancora coordinate e riempiendo la sua sfera di coordinazione in una ottaedrica con continua chelazione dal ligando o dai ligandi bidentati con quelli degli atomi degli strati 2D circostanti (uno esempio dei quali pu? essere l?O degli anioni 0OH presenti nella soluzione).

[0070] La preparazione dell?ibrido stratificato tra il doppio idrossido drogato con il lantanide e i materiali simili all?idrotalcite si raggiunge quindi seguendo il processo di sintesi come illustrato, ed ? dimostrato dall?ottenimento di una distanza tra i singoli strati del doppio idrossido stratificato pari a circa 2 nm, derivante dall?intercalazione degli anioni organici duali attraverso il succitato auto-assemblaggio e dall?affinit? di chelazione superiore con gli ioni dei lantanidi rispetto a quelli di partenza (molecola d?acqua e anioni precursori).

[0071] La procedura di sintesi, con i dettagli sperimentali, a seguito della sintesi del nanocomposito ibrido drogato con lantanidi (ad esempio la Componente1) di composizione empirica teorica Zn(II)0,65M(III)0,35(OH)2](Molecola1?)0,175(Molecola2? )0,175 (assumendo una rendimento del 100% e un inserimento 1:1 della Molecola1 e della Molecola2 come anioni inter-strato di principio) sottolinea la miscelazione dei vari elementi precursore quali Zn(NO3)2?6H2O (ottenuto da Sigma Aldrich con purezza del 98% e usato senza ulteriore depurazione), Eu(NO3)3?6H2O e Al(NO3)3?9H2O (entrambi a una purezza del 98%).

[0072] In aggiunta, le specie anioniche desiderate, ossia l?anione 3CCA? e la fluoresceina sono state aggiunte in modalit? di agitazione continua nella soluzione dei sali succitati. Il Na+3CCA? ? stato formato separatamente ponendo in reazione 3CCA (purezza del 99%) e NaOH in rapporto equimolare nel pallone di reazione contenente 100 ml di acqua milliQ. D?altra parte, per la sintesi di una forma modificata della Componente1, detta Componente1?, in cui si intercala solamente la Molecola1 (anione 3CCA?) con gli strati della stessa, per una specifica applicazione come spazzino del radicale libero idrossile (0OH), essa ? stato sintetizzata in linea con la via sintetica di cui sopra, come descritto in dettaglio all?esempio 1.

[0073] Seguendo la via di sintesi, la soluzione organica-inorganica cos? ottenuta ? stata agitata per 3 ore a temperatura ambiente (t.a.) con aggiunta goccia a goccia di soluzione acquosa 1-molare di NaOH fino a stabilizzare il pH della soluzione della miscela di reazione nell?intervallo tra 7,5 e 8, un intervallo che si ? rivelato perfetto per l?ottenimento della cristallinit? ottimale del prodotto stratificato finale con un rapporto M(II):M(III) attorno a 2:1.

[0074] Con l?avvicinarsi del pH della soluzione a 7,5 era possibile osservare una soluzione opaca.

In seguito questa soluzione a precipitazione parziale ? stata mantenuta in un?autoclave sigillata fino a 12 ore a 80 ?C, dopodich? il pH medio ? stato trovato stabilizzato a un valore prossimo a 8. La miscela della soluzione finale dopo la sintesi idrotermale ? stata filtrata e lavata con una quantit? in eccesso di acqua milliQ per eliminare gli ioni in surplus e le Molecole1 e Molecole2 anioniche non intercalate, essiccando poi il materiale finale conseguentemente ottenuto in atmosfera controllata a circa 80 ?C per eliminare il contenuto d?acqua.

[0075] Per la sintesi della Componente1, le fonti di ioni metallici bivalenti e trivalenti possono essere genericamente sali di ioni metallici bivalenti o trivalenti. Tra gli esempi di ioni metallici bivalenti si segnalano Zn2+, Mn2+, Ni2+, Co2+, Fe2+, Cu2+, Sn2+, Ba2+, Ca2+ e Mg2+, mentre tra gli esempi di ioni metallici trivalenti si segnalano Al3+, Sm3+, Eu3+, Gd3+, Cr3+, Fe3+, Co3+, Mn3+, Ni3+, Ce3+, In3+ e Ga3+. A titolo esemplificativo, la presente descrizione presenta i dettagli di quelli sottolineati (non escludendo per? la possibilit? di aggiunte di altri ioni).

[0076] Si contempla ulteriormente l?uso di tre o pi? ioni metallici differenti del doppio idrossido stratificato preparato con il processo dell?invenzione. Tra tali ioni metallici, ? stata dimostrata la combinazione di Zn2+ con quelli di (Al3+, Eu3+), (Al3+, Sm3+) e (Gd3+) in accordo con le realizzazioni qui descritte.

[0077] Secondo una forma di realizzazione preferita della presente invenzione, il nanomateriale preparato nel passaggio A) ? in forma di polvere.

[0078] Nel passaggio B) viene preparata la resina polimerica, nello specifico la resina polimerica, come precedentemente descritto, ? una resina epossidica bicomponente, per cui la sua preparazione prevede che le due parti che la costituiscono, vale a dire la resina liquida e il catalizzatore vengano miscelate insieme, solitamente in egual misura, fino a quando non sono completamente combinate. Pu? prodursi un surriscaldamento durante il processo di miscelazione a causa della reazione chimica tra la resina e il catalizzatore.

[0079] Nel passaggio C) prevede di miscelare il nanomateriale del passaggio A) nella resina polimerica del passaggio B).

[0080] Secondo una forma di realizzazione preferita del procedimento della presente invenzione, il nanomateriale del passaggio A) ? presente in forma di polvere che viene sciolta nella miscela polimerica, precedentemente preparata, come sopra descritto.

[0081] Il passaggio D) della presente invenzione prevede di applicare la miscela ottenuta dal passaggio C) sulla superficie del vetro fotovoltaico entro 30 minuti da quando ? stato terminato il passaggio C).

[0082] Secondo una forma di realizzazione preferita del procedimento della presente invenzione, l?applicazione della miscela ottenuta dal passaggio C) sulla superficie del vetro fotovoltaico deve essere eseguita sulla superficie di un vetro fotovoltaico pulito.

[0083] La suddetta l?applicazione della miscela ottenuta dal passaggio C) sulla superficie del vetro fotovoltaico deve essere eseguita entro 30 minuti da quando ? stato terminato il passaggio C), in quanto in questo periodo di tempo la miscela del passaggio C) rimane fluida, trascorso il quale la miscela tender? a solidificarsi.

[0084] Secondo una forma di realizzazione preferita del procedimento della presente invenzione, l?applicazione della miscela ottenuta dal passaggio C) sulla superficie del vetro fotovoltaico pu? essere: doctor blade, spalmatura con arma robotica, spray coating, o attraverso una macchina di lavaggio dei vetri solari, (modificata per spruzzare la miscela diluita con un solvente).

[0085] Un altro oggetto ? l?uso della pellicola rimovibile come descritta nella presente invenzione, nel campo delle energie rinnovabili o per ridare efficienza ad impianti solari fotovoltaici o per fornire energia per alimentare una blockchain pubblica.

[0086] Secondo una forma di realizzazione preferita della presente invenzione, l?uso della pellicola rimovibile ? un metodo di ?repowering?.

[0087] Altro oggetto ? un procedimento per ridare efficienza agli impianti solari fotovoltaici esistenti comprendente l?applicazione della pellicola rimovibile come descritta nella presente invenzione sulla superficie esterna del pannello solare fotovoltaico.

[0088] Secondo una forma di realizzazione preferita della presente invenzione, il procedimento per ridare efficienza agli impianti solari fotovoltaici esistenti comprende l?applicazione della pellicola rimovibile, in cui il procedimento per la preparazione della suddetta pellicola rimovibile ? descritto precedentemente.

[0089] Infine, un ulteriore oggetto della presente invenzione ? un panello solare fotovoltaico la cui superficie esposta alla radiazione solare ? rivestita dalla pellicola come descritta nella presente invenzione.

[0090] Dalla descrizione soprariportata risultano evidenti i vantaggi della pellicola rimovibile e relativo procedimento di preparazione della presente invenzione, che, seppur nella sua relativamente semplice realizzazione, risolve contemporaneamente molti problemi, con un procedimento di preparazione.

[0091] PARTE SPERIMENTALE

[0092] Esempio 1:

[0093] Nel seguito si presenta un esempio della progettazione e dello sviluppo del nanomateriale, precedentemente descritto, quale componente della pellicola rimovibile della presente invenzione. ? stata testata la Componente1, riguardo al suo effetto di down conversione di energia sulla cella solare al cSi esistente.

[0094] Si utilizza la intercalazione one-pot del cumarina-3-acido carbossilico (3CCA) anionico, con inserimento di fluoresceina ed europio nel doppio idrossido stratificato con ZnAl -idrotalcite (LDH-HTLC).

[0095] La Componente1 si forma con germi di fogli ottaedrici del tipo della brucite sottoposti a inserimento di lantanidi via auto-assemblaggio in condizioni idrotermali, dove si formano gli strati 2D (M1?x2+Mx3+(OH)2) alle fasi iniziali della sintesi, seguiti dalla sostituzione degli ioni M(III) (ad esempio Al3+) da parte degli ioni dei lantanidi drogati, che portano con s? la controparte o le controparti organiche chelate.

[0096] Il vantaggio di disporre di una struttura ibrida ? che l?ospitante inorganico instilla una maggiore stabilit? alla temperatura nell?ospitato organico. I materiali del tipo dei doppi idrossidi stratificati esibiscono una buona trasparenza alla luce, per cui la loro funzione come dipoli nello spettro (specialmente all?emissione nel rosso a 614 nm circa) vale la pena di essere sfruttata. Una scelta diversa attraverso gli svariati ioni M(II), M(III) pu? influire direttamente sulla densit? di carica interstrato. ? stata sfruttata la facilit? di preparazione (one-pot) per la sintesi della Componente1, che presenta specie intercalanti come proprie costituenti organiche, ossia l?anione cumarina-3-carbossilato 3CCA?, con assorbimento allo stato solido nell?UV a 350-370 nm ed emissione a 450 nm, e il sale di sodio della fluoresceina, con assorbimento allo stato solido a 450 nm ed emissione a 500 nm. La Componente1 possiede quindi il migliore assorbimento verso l?UV (310-370 nm), che ? responsabile per l?8% della potenza solare irradiata. L?elevata luminescenza a 614 nm, dovuta alla transizione 5D0 ? 7F2 dell?atomo di europio, garantisce un migliore assorbimento dei materiali innovativi con eterogiunzione diffusa a strati attivi a bassa banda proibita (< 2 eV), promettendo risultati sufficienti a raggiungere un?efficienza quantistica esterna superiore al 10%, dove un tale OPV in teoria assorbe di pi? (massimo assorbimento per polimeri ad assorbimento della luce allo stato dell?arte).

[0097] ? stata presentata la tecnica di sintesi e caratterizzazione della ZnAlEucumarina:fluoresceina.

[0098] ? possibile usare la coppia cumarina:fluoresceina negli LDH perch? l?emissione di picco della cumarina ? l?assorbanza di picco della fluoresceina, fatto che porta il massimo di emissione netta nella regione del rosso visibile, attorno a 614 nm.

[0099] ? possibile usare ioni di europio della produzione della Componente1 perch? la chelazione del ligando organico con quello dei gusci di vacanti dello ione di europio crea livelli di energia degeneri, che portano a un aumento di circa 10 volte dell?emissione nel rosso allo stato solido 5D0 ? 7F2 a 614 nm con durata di vita del decadimento nell?ordine di 4 ?sec (in confronto a una durata di vita della Componente1 di circa 0,38 ?sec). Questa migliore durata di vita ? segnale di un grosso gap di energia, o di livelli multi-energia (livelli degeneri).

[00100] Il nanomateriale cos? prodotto, ossia composito ibrido composto di un doppio idrossido stratificato provvisto di uno o pi? elementi lantanidi inseriti negli strati bidimensionali e uno o pi? composti organici, o acidi o sali degli stessi, intercalati tra essi, ? in forma di polvere.

[00101] Dopo aver preparato la resina polimerica come precedentemente descritto nel passaggio B), si miscela il nanomateriale nella resina polimerica.

[00102] La miscela cos? ottenuta deve essere applicata sulla superficie del vetro fotovoltaico pulito entro 30 minuti da quando ? stato preparata, trascorsi i quali la miscela tender? a solidificarsi.

[00103] Dalla descrizione sopra riportata appaiono evidenti i vantaggi forniti dalla pellicola della presente invenzione.

Claims (10)

Rivendicazioni

1) Pellicola rimovibile per ridare efficienza ad impianti solari fotovoltaici esistenti, comprendente:

- un nanomateriale composito ibrido composto di un doppio idrossido stratificato provvisto di uno o pi? elementi lantanidi inseriti negli strati bidimensionali e uno o pi? composti organici, o acidi o sali degli stessi, intercalati tra essi e

- una resina polimerica trasparente UV.

2) Pellicola rimovibile secondo la rivendicazione 1, in cui gli elementi lantanidi sono selezionati da un gruppo consistente di Sm3+, Eu3+ e Gd3+.

3) Pellicola rimovibile secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 1 a 2, in cui i composti organici sono selezionati da un gruppo consistente di cumarina e fluoresceina.

4) Pellicola rimovibile secondo le rivendicazioni da 1 a 3, in cui il composto di un doppio idrossido stratificato, costituito da una galleria interstrato del medesimo doppio idrossido stratificato, per lo scambio di ioni, ? il materiale anodico.

5) Pellicola rimovibile secondo le rivendicazioni da 1 a 4, in cui il composto di un doppio idrossido stratificato ? descritto dalla formula empirica:

[(M2+)n(M3+)m(OH)2(n+m)]m+[(Ax?)m/x?yH2O],

dove M2+ e M3+ sono cationi metallici, A rappresenta uno o pi? anioni x-valenti, x ? la carica dell?anione e y ? il numero di molecole d?acqua tra gli strati.

6) Pellicola rimovibile secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 1 a 5, in cui la resina polimerica ? una resina epossidica bicomponente.

7) Procedimento per la preparazione della pellicola rimovibile secondo qualsiasi delle rivendicazioni da 1 a 6 comprendente o, alternativamente, costituito dai seguenti passaggi: A) preparare il nanomateriale,

B) preparare la resina polimerica,

C) miscelare il nanomateriale del passaggio A) nella resina polimerica del passaggio B), D) applicare la miscela ottenuta dal passaggio C) sulla superficie del vetro fotovoltaico entro 30 minuti da quando ? stato terminato il passaggio C).

8) Uso della pellicola rimovibile secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 1 a 6, nel campo delle energie rinnovabili o per ridare efficienza ad impianti solari fotovoltaici o per fornire energia per alimentare una blockchain pubblica.

9) Procedimento per ridare efficienza agli impianti solari fotovoltaici esistenti comprendente l?applicazione della pellicola rimovibile secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 1 a 6 sulla superficie esterna del pannello solare fotovoltaico.

10) Panello solare fotovoltaico la cui superficie esposta alla radiazione solare ? rivestita dalla pellicola rimovibile secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 1 a 6.