Los científicos del Grupo RIKEN para la Investigación Pionera y el Centro RIKEN para la Ciencia de la Materia Emergente han logrado, en colaboración con socios internacionales, crear una célula solar orgánica ultrafina que es altamente eficiente y duradera. Utilizando un proceso simple de post-recocido, elloscreó una celda orgánica flexible que se degrada en menos del 5 por ciento durante 3.000 horas en condiciones atmosféricas y que simultáneamente tiene una relación de conversión de energía, un indicador clave del rendimiento de la celda solar, del 13 por ciento.
Se considera que la energía fotovoltaica orgánica es una alternativa prometedora a las películas convencionales a base de silicio, ya que es más ecológica y barata de producir. Las células solares flexibles ultrafinas son particularmente atractivas, ya que podrían proporcionar una gran potencia por peso y utilizarse en una variedad deaplicaciones útiles como la alimentación de dispositivos electrónicos portátiles y como sensores y actuadores en robótica suave. Sin embargo, las películas orgánicas ultrafinas tienden a ser relativamente eficientes, típicamente tienen una relación de conversión de energía de alrededor del 10 al 12 por ciento, significativamente menor que la relación en las células de silicio, quepuede ser tan alto como el 25 por ciento, o de células orgánicas rígidas, que pueden ser de hasta alrededor del 17 por ciento. Las películas ultrafinas también tienden a degradarse rápidamente bajo la influencia de la luz solar, el calor y el oxígeno. Los investigadores están tratando de crear películas ultrafinas que seantanto energéticamente eficiente como duradero, pero a menudo es una compensación difícil.
En una investigación publicada en Actas de la Academia Nacional de Ciencias de los Estados Unidos de América, el grupo logró demostrar que una célula ultrafina puede ser duradera y eficiente. El grupo comenzó con un polímero semiconductor para la capa donante, desarrollado por Toray Industries, Inc., y experimentó con un nuevoidea, de usar un aceptor no fullereno, aumentando la estabilidad térmica. Además de esto, experimentaron con un proceso simple de recocido, donde el material se calentó a 150 grados Celsius después de un recocido inicial a 90 grados. Este paso demostróser crítico para aumentar la durabilidad del dispositivo al crear una interfaz estable entre las capas.
De acuerdo con Kenjiro Fukuda, uno de los autores del estudio, "Al combinar una nueva capa de generación de energía con un simple tratamiento posterior al recocido, hemos logrado una alta eficiencia de conversión de energía y una estabilidad de almacenamiento a largo plazo en productos orgánicos ultrafinoscélulas solares. Nuestra investigación muestra que las células solares orgánicas ultrafinas se pueden usar para suministrar alta potencia de manera estable durante largos períodos de tiempo, y se pueden usar incluso en condiciones severas como alta temperatura y humedad. Espero sinceramente queesta investigación contribuirá al desarrollo de dispositivos de suministro de energía estables a largo plazo que se pueden usar en dispositivos electrónicos portátiles como sensores conectados a la ropa ".
La investigación fue dirigida por investigadores de RIKEN y realizada en colaboración con investigadores de la Universidad de Tokio, la Universidad de California en Santa Bárbara y la Universidad de Monash.
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Materiales proporcionado por RIKEN . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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