Desarrollan nuevas células solares orgánicas de gran eficiencia eléctrica

Un nuevo estudio ha dado a conocer una manera eficaz y simple para mejorar y estabilizar el rendimiento de las células solares orgánicas.

Un nuevo estudio del Instituto Nacional de Ciencia y Tecnología de Ulsan (UNIST) en Corea del Sur, ha presentado una forma eficaz y simple para mejorar y estabilizar el rendimiento de las células solares orgánicas.

Un nuevo tipo de células solares orgánicas (OSC) con un 11,6% de eficiencia ha sido desarrollado por un equipo de investigación afiliado al UNIST. Esta célula solar mantuvo casi el 80% de su eficiencia inicial después de 60 días de prueba a largo plazo bajo temperaturas elevadas de hasta 120 grados centígrados.

El equipo de investigación, dirigido por el Prof. HyeSung Park y el Prof. Chang Duck Yang de Ingeniería de Energía y Química, ha desarrollado una estrategia efectiva y sencilla para mejorar y estabilizar de forma simbólica el rendimiento de los OSC aplicando pequeñas cantidades del aditivo macromolecular fotoactivo en OSCs. Este es un método único y sin precedentes, que aplica el aditivo macromolecular para controlar el peso molecular.

El equipo informa que "el uso del aditivo macromolecular introducido en este estudio tiene un gran potencial para aplicaciones amplias con otros sistemas OSC, lo que acelerará la viabilidad comercial de la tecnología fotovoltaica".

Las células solares orgánicas (OSC) están hechas de capas delgadas de materiales orgánicos con espesor en el rango de 100 nanómetros. El material absorbente de la luz de las OSC, llamado capas fotoactivas absorve la luz del sol para generar portadores de carga eléctrica. La eficiencia de los OSCs se ve afectada a menudo por los materiales añadidos a las capas fotoactivas.

En este trabajo, el equipo de investigación presentó la primera demostración del uso de un conocido polímero conjugado de tipo n, como el "aditivo macromolecular" en la capa fotoactiva de OSCs, e informó de una mejora notable en el rendimiento del dispositivo dando una potencia sin precedentes Eficiencia de conversión (PCE) del 11,6% con estabilidad mejorada.

Utilizando el método propuesto, también demostraron una fuerte estabilidad térmica en los OSC modificados con aditivos a temperaturas elevadas, así como la estabilidad a largo plazo de la operación. Informaron que un PCE estable hasta 80% se mantuvo después de 60 días de operación a largo plazo bajo un ambiente de alta temperatura (120 C°). Además, al utilizar la arquitectura libre de ITO en sustratos flexibles de PET, el equipo demostró con éxito células solares flexibles procesadas con el aditivo macromolecular.

"Debido a su gran aplicabilidad y facilidad de acceso, el uso del aditivo macromolecular introducido en este estudio tiene un gran potencial para aplicaciones amplias con otros sistemas OSC, lo que acelerará la viabilidad comercial de la tecnología fotovoltaica".

Este estudio también incluye el análisis de la optimización de la eficiencia de conversión de potencia en OSCs, las propiedades de transporte portador de carga en OSCs, así como los cambios en la morfología de los materiales fotoactivos inducidos por el aditivo macromolecular. 

El profesor Yang señala: "Nuestra investigación es importante para mostrar la influencia del peso molecular (MW) en la eficiencia de conversión de potencia (PCE) de los OSC".

Este trabajo fue apoyado por el Programa de Investigador de Medio-carrera y Programa de Investigación de Ciencia e Ingeniería Básica Individual a través del Ministerio Coreano de Ciencia, TIC y Planificación Futura (MSIP). Los resultados del estudio han sido publicados en la reciente edición de Energy & Environmental Science, una revista académica de energía.

Formá parte de nuestra comunidad

Seguinos en nuestras redes sociales y descubrí todas las novedades que iluminacion.net tiene para vos.