e logró una vida operativa proyectada de más de 16 años gracias a una durabilidad de 24.700 horas bajo luz blanca.
Nuevo descubrimiento hace que las células solares orgánicas sean más eficientes y estables
Investigadores de la Universidad Åbo Akademi en Finlandia han identificado y eliminado un mecanismo de pérdida desconocido hasta ahora en las células solares orgánicas, logrando incrementar su eficiencia y prolongar su vida útil. Este avance abre nuevas posibilidades para optimizar la eficiencia y estabilidad de estas tecnologías en el futuro.
El estudio fue realizado por el Grupo de Investigación en Electrónica Orgánica de la Universidad Åbo Akademi en colaboración con el equipo del Profesor Chang-Qi Ma del Instituto de Nano-Tecnología y Nano-Biónica de Suzhou. Entre los principales investigadores de la Universidad Åbo Akademi se encuentran Ronald Österbacka, Sebastian Wilken y Oskar Sandberg.
Avances significativos en eficiencia y estabilidad
El estudio logró una eficiencia excepcional de más del 18 % en células solares con estructura invertida y un área de 1 cm². Además, se alcanzó una vida útil récord para células solares orgánicas, con 24.700 horas bajo iluminación de luz blanca, lo que equivale a una vida operativa proyectada de más de 16 años.
Las células solares orgánicas son una alternativa prometedora para la comercialización debido a su peso ligero, flexibilidad y procesos de fabricación energéticamente eficientes. En los últimos cinco años, la eficiencia de conversión energética de estas células ha aumentado considerablemente, llegando a superar el 20 % en condiciones de laboratorio. Sin embargo, los materiales utilizados son susceptibles a la degradación por la exposición al sol y al aire, lo que limita su estabilidad a largo plazo y representa un desafío importante para su implementación generalizada.
Ventajas de las células solares con estructura invertida
Las células solares con estructura invertida, también conocidas como células solares n-i-p, son una alternativa más estable debido a que su capa de contacto superior está fabricada con materiales más duraderos. Sin embargo, su eficiencia de conversión energética todavía es inferior a la de las estructuras convencionales. La investigación reciente sugiere una vía prometedora para mejorar tanto la eficiencia como la estabilidad de estas células solares invertidas.
El trabajo identificó un mecanismo de pérdida previamente desconocido en las células solares orgánicas y encontró una solución para superarlo. El contacto inferior de estos dispositivos, fabricado con óxidos metálicos como el óxido de zinc, genera una estrecha área de recombinación que causa una pérdida de fotocorriente. Para resolver este problema, los investigadores aplicaron una capa de pasivación de nitruro de óxido de silicio (SiOxNy), procesada mediante disolvente, sobre el contacto inferior. Esta capa eliminó el área de recombinación, lo que resultó en una mejora significativa de la eficiencia.
Implicaciones para la producción a gran escala
Este descubrimiento resalta el potencial de utilizar esta técnica en la producción a gran escala de células solares orgánicas eficientes y estables. Si bien aún quedan desafíos por resolver, estos avances podrían acercar a las células solares orgánicas al mercado, haciéndolas una opción viable para proyectos de energía sostenible a gran escala.
Las células solares orgánicas representan un campo de investigación crucial en el ámbito de las energías renovables, especialmente para abordar la transición energética global hacia fuentes más limpias y sostenibles. Este avance no solo mejora el rendimiento de las células solares, sino que también refuerza su durabilidad, haciendo que sean una solución más atractiva para un mundo que busca reducir su dependencia de los combustibles fósiles.
Jorge L. Vargas dice
Excelentes investigaciones, Felicidades Cientificos Filandeses.