Las nuevas células solares amorfas

Unos científicos han creado un material basado en indanonas de fullereno (FIDO, por sus siglas en inglés), que promete mejorar la durabilidad de las células solares de nueva generación. La durabilidad ha sido uno de los mayores obstáculos para el uso práctico de estas células solares y para su comercialización. Las células solares amorfas con tecnología FIDO son más eficientes, estables y ligeras.

El logro es obra de un equipo encabezado por Qing-Jun Shui, de la Universidad de Nagoya en Japón.

El futuro de las células solares, o al menos parte de él, tendrá como protagonistas a células solares de tipos mucho más eficientes que las de silicio, capaces incluso de generar electricidad en interiores con poca iluminación. Las nuevas células solares también son más ligeras y flexibles que las células solares de silicio convencionales. Por eso son más adecuadas para su instalación en superficies como ventanas y paredes.

Muchas de las propiedades únicas de estas células solares proceden del fullereno (C60). Su llamativa forma, parecida a la de un balón de fútbol, hace que el fullereno sea reconocible al instante. Los fullerenos son semiconductores de carbono capaces de canalizar electrones para generar energía, por lo que son esenciales para la electrónica orgánica. Los investigadores pueden enlazar moléculas orgánicas a los fullerenos para mejorar su función electrónica, creando así derivados con distintas propiedades.

El equipo añadió indanonas al fullereno para crear FIDOs. Las indanonas son una clase muy útil de compuestos en reacciones químicas.

La estructura idónea de las indanonas es bastante peculiar, a base de anillos fusionados que crean fuertes enlaces de carbono entre el fullereno y la parte bencénica de la indanona. Esto crea una disposición con una excelente estabilidad incluso cuando se calienta.

Utilizando un FIDO, los investigadores controlaron la película para crear un material amorfo en lugar del material cristalino más común que se encuentra en las células solares de silicio utilizadas actualmente. Los materiales amorfos tienen una estructura más aleatoria que los cristales cuidadosamente organizados.

Las células solares con FIDOs son más eficientes, estables y ligeras. (Recreación artística: Yutaka Matsuo)

Cuando compararon su nueva tecnología con una película estándar, descubrieron que su nueva película tenía muchas ventajas. A diferencia de la película convencional, era más eficaz y estable, y estas propiedades no menguaban. Y lo que es más importante, no disminuía la eficiencia de conversión.

La nueva película amorfa no se cristaliza al calentarse y presenta una excelente estabilidad morfológica.

Qing-Jun Shui y sus colegas exponen los detalles técnicos de su avance en la revista académica Journal of the American Chemical Society, bajo el título “Evaporable Fullerene Indanones with Controlled Amorphous Morphology as Electron Transport Layers for Inverted Perovskite Solar Cells”. (Fuente: NCYT de Amazings)