La Universidad Rey Abdullah de Ciencia y Tecnología sigue impulsando la película delgada solar con la impresión de inyección de tinta solar.
Las células fotovoltaicas orgánicas impresas alcanzan una eficiencia del 4,73%.
Células fotovoltaicas súper ligeras, delgadas y flexibles que pueden incluso «flotar» en la superficie de una pompa de jabón. Así vemos en la increíble fotografía del equipo de la Universidad Rey Abdullah (KAUST), que está trabajando en la nueva generación de película delgada orgánica solar.
El trabajo, dirigido por Derya Baran, tiene como objetivo crear una nueva fuente de energía para los dispositivos electrónicos en los que el uso de las baterías tradicionales es limitado, como los biosensores médicos y las nuevas pieles robóticas.
En lugar de grandes baterías o de una conexión a una red eléctrica, pensamos en usar células solares orgánicas ligeras y ultrafinas para recoger la energía de la luz, tanto en el interior como en el exterior.
Eloïse Bihar.
Hasta ayer, estas unidades se fabricaban con revestimiento de espiral o evaporación térmica, tecnologías que no son escalables y que limitan la geometría del dispositivo. Esta tecnología implica el uso de un material transparente, conductor pero frágil e inflexible llamado óxido de indio y estaño (OI) como electrodo. Para superar estas limitaciones, el equipo usó la impresión de inyección de tinta.
Formulamos tintas funcionales para cada capa de la arquitectura de la célula solar.
Daniel Corzo.
Una de las grandes innovaciones añadidas por el equipo de KAUST es el reemplazo del ITO. Para hacer las nuevas células fotovoltaicas superligeras, el equipo imprimió un polímero transparente, flexible y conductor llamado PEDOT: PSS, o sulfonato de poliestireno (3,4ethylenedioxyoxythiophene). Y de nuevo a través de la impresora ha insertado una capa de material fotovoltaico orgánico (P3HT: O- IDTBR) que captura la luz y una de óxido de zinc, sellando la unidad con parileno, una capa protectora flexible, impermeable y biocompatible.
La impresión por inyección de tinta es una ciencia en sí misma. Las fuerzas intermoleculares dentro del cartucho y la tinta tienen que superarse para expulsar gotas muy finas de una boquilla extremadamente pequeña. Los disolventes también juegan un papel importante una vez que la tinta se ha asentado, porque el comportamiento de secado afecta a la calidad de la película.
Daniel Corzo.
Después de optimizar la composición de la tinta para cada capa del dispositivo, las células fotovoltaicas superligeras se imprimieron en vidrio para probar su rendimiento. Alcanzaron una eficiencia de conversión del 4,73%, superando el récord anterior del 4,1% para una célula orgánica totalmente impresa.
Nuestros resultados marcan un paso adelante para una nueva generación de células solares versátiles, ultraligeras e impresas que se usarán como fuente de energía o se integrarán en dispositivos médicos implantables.
Eloïse Bihar.
Más información: kaust.edu.sa
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