Nuevas células solares combinadas con altas eficiencias de conversión de energía

Unos investigadores de la Universidad de Hiroshima, en Japón, han mezclado varios polímeros y semiconductores moleculares como fotoabsorbedores para así crear una célula solar con mayor eficiencia energética y generación de electricidad. Estos tipos de células solares, conocidas como células fotovoltaicas orgánicas (OPV), son dispositivos que generan electricidad cuando la luz incide sobre sus fotoabsorbedores.

La eficiencia de una célula solar se determina comparando cuánta electricidad se genera con cuánta luz incide sobre la célula. Esto se denomina "cosecha de fotones", o cuántas partículas de luz se convierten en corriente eléctrica. Cuanto más eficiente es la célula solar, más rentable e interesante es para su uso comercial.

El equipo de la Escuela de Graduados de Ciencias e Ingeniería Avanzada añadió solo una pequeña cantidad de un compuesto que absorbe longitudes de onda largas de luz, lo que dio como resultado una OPV que era 1,5 veces más eficiente que la versión sin el compuesto. El compuesto fue capaz de mejorar la intensidad de absorción debido al efecto de interferencia óptica dentro del dispositivo. El grupo mostró además que la forma en que se distribuyen es clave para mejorar aún más la eficiencia de la generación de energía en las células solares.

El ITIC está situado selectivamente en la interfaz de los dominios PTzBT y PCBM, lo que conduce a una eficiente generación de portadores de carga (fotocorriente). (Foto: Itaru Osaka, Hiroshima University)

"El objetivo fue la adición de una cantidad muy pequeña de un material sensibilizador a una célula solar OPV, que consiste en un polímero semiconductor que desarrollamos previamente y junto con otros materiales", dijo Itaru Osaka, coautor del artículo, publicado en la revista Macromolecules. "Esto conduce a un aumento significativo de la fotocorriente y, por tanto, de la eficiencia de conversión de la energía debido a la absorción amplificada de fotones que se origina en el efecto de interferencia óptica. Una clave es utilizar un polímero muy específico, uno que nos permita tener una capa semiconductora muy gruesa para las células solares OPV, lo que mejora significativamente el efecto de interferencia óptica en comparación con una capa fina".

En cuanto al trabajo futuro, Osaka tiene la mirada puesta en ampliar los límites de las células solares de última generación. "Nuestro próximo paso es desarrollar mejores polímeros semiconductores como material anfitrión para este tipo de células solares OPV y mejores materiales sensibilizadores que puedan absorber más fotones en las regiones de mayor longitud de onda. Esto llevaría a obtener la mayor eficiencia del mundo en células solares OPV". (Fuente: NCYT Amazings)