La capacidad de usar materiales baratos y métodos de fabricación simples son dos grandes ventajas de las células solares orgánicas impresas. Olle Inganäs, profesor de la Universidad de Linköping, es jefe de un grupo de investigación que ahora ha desarrollado un método aún más simple para fabricar módulos de células solares.Los resultados han sido publicados en la revista científica npj electrónica flexible .
La eficiencia energética de las células solares orgánicas se acerca a la de las células solares de silicio convencionales, pero no necesariamente tienen que competir en el mismo mercado.
"Las células solares orgánicas se pueden usar en muchos contextos, sobre todo en aquellas en las que sus propiedades especiales son útiles: pueden ser semitransparentes, suaves, flexibles, se pueden obtener en diferentes colores y son baratas de fabricar", diceOlle Inganäs, profesor de electrónica biomolecular y orgánica en la Universidad de Linköping.
Junto con su grupo de investigación, ahora ha desarrollado un método mejorado para fabricar estas células solares delgadas y flexibles.
En un módulo de células solares semitransparente como se muestra en la fotografía, se usan electrodos con dos variantes del polímero PEDOT: PSS comúnmente utilizado en electrónica orgánica, donde uno actúa como el ánodo y el otro se modifica para convertirse en elcátodo. Lo que aparece como rayas a través del módulo de células solares son líneas de material de tipo cátodo o de ánodo. La capa activa que absorbe la luz y produce electrones se encuentra entre estos electrodos. Las células solares individuales están conectadas en serie en el módulo.
Cuando los electrodos y la capa activa se imprimen como películas delgadas una encima de la otra, los defectos en una capa actuarán como puntos de ataque para que se imprima la siguiente capa. Estos defectos se refuerzan entre sí y causan cortocircuitos entrearriba y abajo. Hasta ahora, este problema se ha resuelto pasando una corriente a través de la celda.
"Los defectos en cada celda individual deben quemarse. No solo lleva mucho tiempo, no es fácil obtener acceso a todas las celdas, y esto significa que la tasa de rechazo para unidades defectuosas es bastante alta", explica Olle Inganäs.
Los investigadores han probado con éxito un método en el que utilizan en su lugar el material polimérico activo como pegamento. Dos películas de plástico, una con los ánodos y la otra con los cátodos, están cubiertas por el material activo antes de que la unidad completa se lamine.Dado que solo se imprimirán dos capas, el número de defectos es menor y la probabilidad de que dos defectos se ubiquen exactamente opuestos entre sí durante la laminación es insignificante.
"Simplemente no sucede. Pero descubrimos que cuando laminamos las dos capas juntas para dar un módulo flexible y robusto, las células solares generan más corriente cuando se iluminan desde un lado que desde el otro. Por supuesto, nosotrosquiere que la célula genere la misma corriente sin importar si el sol está saliendo o poniéndose ", señala.
Los investigadores han demostrado que es la humedad la que causa el problema. Se forman pequeñas trampas de electrones en el material que capturan electrones antes de que lleguen al electrodo. El problema puede resolverse fabricando las películas de ánodo y cátodo, y luego laminándolas rápidamente conel polímero activo en una atmósfera protectora. Cuanto más corto sea el período de exposición de la película a la humedad, mejor.
"Hemos demostrado que este método de laminación funciona con muchas combinaciones diferentes de polímeros, y que la eficiencia energética es tan alta como la obtenida por la fabricación convencional", dice Olle Inganäs.
Los módulos de células solares que han sido desarrollados por Olle Inganäs y su grupo en la Universidad de Linköping están siendo desarrollados y fabricados por la compañía spin-off Epishine, que ha elegido apuntar al mercado de las células de interior. Las células solares luego absorbeniluminación interior y crea suficiente corriente para alimentar, por ejemplo, sensores que realizan un seguimiento de un perro cuando su dueño no está en casa, o que miden la humedad o la temperatura interior. La iluminación interior tiene un espectro e intensidad diferentes a los de la luz solar, por lo que las condicionesde uso son más simples y la eficiencia alta.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionados por Universidad de Linköping . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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