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On a solar panel, the glass is the heaviest part of the module: up to 80 percent of its total weight. For years, the obvious fix has been to make it thinner, and for years the same problem has stopped the idea: thin glass breaks more easily, and the usual heat treatment, called thermal tempering, becomes difficult once glass drops to two millimeters or less. A team from the German company EXXERGY and its subsidiary EXXOSQEL, working with the Fraunhofer Institute for Silicate Research ISC in Würzburg, has developed a coating that goes after the cracks themselves.
Su un pannello solare il vetro è la parte più pesante del modulo: fino all'80% del suo peso totale. Per anni la soluzione più ovvia è stata renderlo più sottile, e per anni lo stesso problema ha bloccato l'idea: il vetro sottile si rompe più facilmente, e il trattamento termico abituale, detto tempra termica, diventa difficile una volta che il vetro scende a due millimetri o meno. Un team dell'azienda tedesca EXXERGY e della sua controllata EXXOSQEL, in collaborazione con il Fraunhofer Institute for Silicate Research ISC di Würzburg, ha sviluppato un rivestimento che va a colpire le crepe stesse.
The mechanism is simple to describe. The coating fills microscopic cracks with a three-dimensional composite that forms covalent bridges, which are chemical bonds between molecules, and these bridges make the glass harder to break. In lab tests, glass samples of two millimeters became up to four times stronger, and samples of one millimeter became up to seven times stronger, compared with untreated, non-tempered glass. EXXOSQEL estimates that cutting the glass mass by 40 percent could lower the overall weight of certain solar panels by 30 percent. These are the companies' own laboratory figures, and no independent test has been published yet.
Il meccanismo è semplice da descrivere. Il rivestimento riempie le microfratture con un composito tridimensionale che forma ponti covalenti, ovvero legami chimici tra molecole, e questi ponti rendono il vetro più difficile da rompere. Nei test di laboratorio, i campioni di vetro da due millimetri sono diventati fino a quattro volte più resistenti, e quelli da un millimetro fino a sette volte più resistenti, rispetto a vetro non trattato e non temprato. EXXOSQEL stima che ridurre la massa del vetro del 40% potrebbe abbassare il peso complessivo di alcuni pannelli solari del 30%. Si tratta dei dati di laboratorio delle aziende stesse, e non è ancora stato pubblicato alcun test indipendente.
The work now is about scale. Fraunhofer ISC is producing the coating in batches of up to 100 liters and automating its application so manufacturers can add it to existing production lines. EXXERGY is testing it on larger glass sheets and solar modules with the Fraunhofer Center for Silicon Photovoltaics CSP. The development is nearing Technology Readiness Level 6 (TRL 6), the stage at which a prototype has been demonstrated in a relevant environment. Thomas Sauer, managing director of EXXOSQEL, said the team has already produced initial prototypes in standard dimensions under conditions close to real use, and that stress tests are under way. He warned that moving from a laboratory sample to a large module requires considerable expertise in scaling up material synthesis, application technology and module manufacturing.
Ora il lavoro riguarda la scala. Fraunhofer ISC produce il rivestimento in lotti fino a 100 litri e ne automatizza l'applicazione, così che i produttori possano integrarlo nelle linee di produzione esistenti. EXXERGY lo sta testando su lastre di vetro e moduli solari più grandi insieme al Fraunhofer Center for Silicon Photovoltaics CSP. Lo sviluppo si avvicina al Technology Readiness Level 6 (TRL 6), la fase in cui un prototipo è stato dimostrato in un ambiente rilevante. Thomas Sauer, amministratore delegato di EXXOSQEL, ha dichiarato che il team ha già realizzato i primi prototipi in dimensioni standard in condizioni vicine all'uso reale, e che sono in corso test di stress. Ha avvertito che passare da un campione di laboratorio a un modulo di grandi dimensioni richiede una notevole competenza nel dimensionare la sintesi dei materiali, la tecnologia di applicazione e la produzione dei moduli.
For panel makers, the gain is weight, and it comes with a second benefit: if the coating succeeds, it could reduce the raw materials and energy used to manufacture panels. Conventional panels typically weigh 11 and 13 kilograms per square meter, and heavier designs reach 16. A lighter module is easier to transport and to mount, which matters most on roofs that were never built for heavy glass. No production date has been announced. The next goal is TRL 7, which means demonstrating the technology in an actual operating environment. The companies will show a demonstration at Glasstec 2026 in Düsseldorf, described as the world's leading international trade fair for the glass industry, from 20 to 23 October.
Per i produttori di pannelli il vantaggio è il peso, e ne deriva un secondo beneficio: se il rivestimento funzionerà, potrebbe ridurre le materie prime e l'energia impiegate per fabbricare i pannelli. I pannelli tradizionali pesano in genere tra 11 e 13 chilogrammi per metro quadrato, e i modelli più pesanti arrivano a 16. Un modulo più leggero è più facile da trasportare e da montare, cosa che conta soprattutto sui tetti che non sono stati costruiti per reggere vetro pesante. Nessuna data di produzione è stata annunciata. Il prossimo obiettivo è il TRL 7, che significa dimostrare la tecnologia in un ambiente operativo reale. Le aziende presenteranno una dimostrazione a Glasstec 2026 di Düsseldorf, descritta come la principale fiera internazionale del settore vetrario, dal 20 al 23 ottobre.