Las células solares orgánicas son muy prometedoras para aplicaciones de energía limpia. Sin embargo, las células solares fabricadas con semiconductores orgánicos (a base de carbono) no mantienen su eficiencia durante el tiempo suficiente bajo la luz solar para las aplicaciones del mundo real.
Para solucionar este problema, los investigadores estudiaron los mecanismos de degradación de los dos componentes utilizados en la capa absorbente de luz de las células solares orgánicas: los materiales «donador» y «aceptor» de electrones. Estos dos componentes son necesarios para dividir el par electrón-hueco unido que se forma tras la absorción de un fotón en los electrones y huecos libres que constituyen una corriente eléctrica.
En el nuevo estudio, un equipo internacional de investigadores dirigido por el Laboratorio Cavendish de la Universidad de Cambridge ha estudiado por primera vez las vías de degradación de los materiales donadores y aceptores de electrones.
Para entender cómo se degradan estos materiales, los investigadores combinaron estudios de estabilidad de dispositivos fotovoltaicos, en los que las células solares operativas se someten a una luz intensa muy parecida a la luz solar, con espectroscopia láser ultrarrápida realizada en Cambridge. Mediante esta técnica láser, el equipo identificó un nuevo mecanismo de degradación en el material donante de electrones que implica la torsión de la cadena polimérica.
Cuando el polímero retorcido absorbe un fotón, experimenta una vía de desactivación extremadamente rápida en escalas de tiempo de femtosegundos. Este proceso indeseable es lo suficientemente rápido como para competir con la generación de electrones y huecos libres a partir de un fotón. Esta es la causa de la reducción de la eficiencia de la célula solar orgánica tras exponerla a luz solar simulada, afirman los investigadores.
Fue interesante descubrir que algo tan aparentemente insignificante como la torsión de una cadena polimérica podía tener un efecto tan grande en la eficiencia de la célula solar. En el futuro, tenemos previsto desarrollar nuestros hallazgos en colaboración con grupos químicos para diseñar nuevos materiales donantes de electrones con esqueletos poliméricos más rígidos. Esperamos que esto reduzca la propensión del polímero a retorcerse y mejore así la estabilidad del dispositivo de célula solar orgánica.
Dr. Alex Gillett, autor principal del trabajo.
Las células solares orgánicas pueden utilizarse en una amplia gama de aplicaciones para las que la fotovoltaica tradicional de silicio no es adecuada. Los investigadores creen que, al identificar el mecanismo de degradación que hay que resolver, la investigación actual acerca directamente a la realidad la próxima generación de materiales y aplicaciones fotovoltaicos.
Alberto Woiciechowski dice
Hola Amigos
Eso podría deberse al ángulo de incidencia de cada fotón en la periferia tangencial de la superficie inmediata del retorcimiento del polímero.
Que es una cadena de montoneros.
Prueben 1)_ Aplanar los monomeros y/o los polímeros retorcidos.
2)_ Ordenar en un» tejido de red» plano
los polímeros retorcidos aplastados para luego arrugar los con microondas cruzadas.
Dándoles una estructura Cuasi Cristal.
Saludos!!!