RI 06/2013 Caratterizzazione di inchiostri serigrafici per applicazioni fotovoltaiche a concentrazione (substrati in alluminio)

The concentrated photovoltaic is one of the most recent evolution of solar systems and is foreseen as the most convenient solution to produce energy at the utility scale in the most sunny places in the Planet. The efficiency of the concentrated cell is dependent on the type of cell considered and on the assembling technology used. To obtain higher efficiencies and longer operational durability, the cell must be assembled with extremely reliable techniques using very high thermal conductive materials. Part of this production process involves the use of the screen printing to apply dielectric, resistive and conductive thick films onto aluminum heat sink/exchanger. This study in particular was focused on the characterization of commercial screen printing inks for Al substrates suitable for this process. The present activity leaded to the complete characterization of four screen printing inks in order to identify the chemical-morphological-structural properties linked to their functional characteristics. The different systems were analysed by: ? Thermal (TG-DSC) and fusibility analysis; ? Scanning electron microscopy and energy dispersive microanalysis; ? X-ray diffraction; ? Inductively coupled plasma optical emission spectrometry (ICP-OES); ? Viscosimetry. The above mentioned analyses allowed to identify: ? The solid content of each system; ? The chemical and mineralogical nature of the active material; ? The mean rheological characteristics of the examined systems.

Il fotovoltaico a concentrazione è una delle evoluzioni più recenti del solare e promette di essere tra le tecnologie più convenienti per produrre energia su scala da utility nelle aree più assolate del pianeta. L'efficienza di una cella solare a concentrazione dipende tuttavia dalla sua tipologia e dalle tecniche di assemblaggio utilizzate. Affinché una cella solare abbia la massima resa in termini di efficienza e tempo di vita, deve essere assemblata con tecniche estremamente affidabili utilizzando materiali ad elevata conducibilità termica. Parte di questo processo produttivo prevede l'utilizzo della serigrafia per l'applicazione di films spessi dielettrici, resistivi e conduttivi su supporti in alluminio aventi funzione di dissipatore/scambiatore di calore. Questo studio in particolare è stato focalizzato sulla caratterizzazione di inchiostri serigrafici commerciali applicabili a substrati in alluminio idonei a questo processo. La presente attività di ricerca ha permesso di analizzare accuratamente quattro differenti tipi di inchiostri serigrafici, identificando le principali caratteristiche chimico-morfologichestrutturali mettendole in relazione con le principali proprietà funzionali ad essi collegate. I diversi sistemi sono stati analizzati tramite le seguenti tecniche: - analisi termiche TG-DSC e di fusibilità; - microscopia elettronica a scansione e microanalisi a dispersione di energia; - diffrattometria a raggi X; - spettroscopia a emissione ottica al plasma induttivamente accoppiato; - viscosimetria. Le analisi sopracitate hanno permesso di identificare: - la percentuale in solido di materiale inorganico presente in ogni sistema; - la natura chimica e mineralogica del materiale attivo presente; - le principali caratteristiche reologiche dei sistemi esaminati.