Récord de eficiencia para células solares orgánicas
Las células solares tradicionales, basadas en silicio, presentan problemas ambientales al final de su vida útil. Su reciclaje es costoso y riesgoso, debido a las sustancias que contienen. Las alternativas como las células de perovskita, aunque eficientes, también incluyen componentes tóxicos.
Los científicos están buscando soluciones más sostenibles, como las células solares completamente orgánicas. Estas no contienen metales pesados y pueden incinerarse sin peligro. Sin embargo, su eficiencia estaba hasta ahora limitada a alrededor del 4%, muy por debajo de los estándares del sector.
Un equipo internacional ha superado recientemente un hito significativo. Utilizando un nuevo tipo de electrodo y una técnica de laminación innovadora, han alcanzado una eficiencia de conversión del 8.7%. Este rendimiento, más del doble que los modelos anteriores, abre el camino a aplicaciones prácticas.
Uno de los principales obstáculos residía en crear electrodos transparentes sin dañar las capas subyacentes. Los investigadores lo superaron desarrollando un electrodo basado en PEDOT:PSS, fabricado a baja temperatura. Este enfoque preserva la integridad de las películas orgánicas.
Otra innovación clave es el método de laminación usando electrodos de nanotubos de carbono. Esta técnica permite añadir capas sin alterar las ya existentes. Combinados, estos avances han permitido alcanzar récords de rendimiento para células solares orgánicas.
Estas células solares orgánicas podrían aplicarse en ámbitos sensibles, como agricultura o dispositivos portátiles. Su ligereza y flexibilidad las hacen ideales para instalaciones donde los paneles tradicionales serían inadecuados. Los investigadores buscan ahora mejorar aún más su conductividad.
Este estudio, publicado en Advanced Functional Materials, marca un paso importante hacia energías renovables más limpias. Las células solares orgánicas podrían así jugar un papel clave en la transición energética, ofreciendo una alternativa sostenible a las tecnologías actuales.
¿Cómo funcionan las células solares orgánicas?
Las células solares orgánicas usan materiales carbonados para convertir luz en electricidad. A diferencia de las células de silicio, no dependen de semiconductores inorgánicos. Esta diferencia permite una fabricación más flexible y potencialmente menos costosa.
El proceso de conversión se basa en la absorción de fotones por los materiales orgánicos, generando pares electrón-hueco. Estas cargas se separan y recogen mediante electrodos, produciendo corriente eléctrica. La eficiencia de este proceso depende en gran medida de las propiedades de los materiales usados.
Las ventajas incluyen ligereza y la posibilidad de producir células sobre sustratos flexibles. Sin embargo, la estabilidad y vida útil de los materiales orgánicos siguen siendo obstáculos para su adopción a gran escala.
¿Qué es el PEDOT:PSS y por qué es importante?
El PEDOT:PSS es un polímero conductor transparente ampliamente usado en dispositivos electrónicos. Su combinación única de conductividad eléctrica y transparencia óptica lo hace ideal para electrodos de células solares orgánicas.
A diferencia de los metales tradicionales, el PEDOT:PSS puede depositarse a baja temperatura, crucial para sustratos orgánicos sensibles. Su fabricación no requiere químicos agresivos, reduciendo el impacto ambiental.
Pese a sus ventajas, el PEDOT:PSS tiene limitaciones en conductividad y estabilidad a largo plazo. Las investigaciones actuales buscan mejorar estos aspectos para permitir mayores rendimientos en aplicaciones solares.