La tecnología fotovoltaica sigue avanzando con grandes pasos, y el reciente desarrollo de una celda solar orgánica tandem por parte de Francisco Bernal-Texca y Jordi Martorell del ICFO (Instituto de Ciencia Fotónica de Barcelona) es un claro ejemplo de ello. Este nuevo diseño, que implementa una estructura de cuatro terminales, ha logrado establecer un nuevo récord mundial en eficiencia dentro del segmento de las celdas solares de polímeros.
Avances en la tecnología fotovoltaica orgánica
El enfoque de «multijunción» se ha mostrado como una solución prometedora para mejorar la eficiencia de las celdas solares orgánicas. Al emplear una arquitectura tandem que conecta subceldas delanteras y traseras, es posible hacer un uso más amplio del espectro solar, capturando simultáneamente fotones de alta y baja energía. Aunque los avances en el fotovoltaico inorgánico han sido más notables, esta nueva celda tandem marca un punto de inflexión significativo para las tecnologías orgánicas.
Características de la nueva celda solar orgánica tandem
A diferencia de los enfoques típicos que se centran en configuraciones tandem de dos terminales monolíticamente integradas, este nuevo modelo utiliza una configuración de cuatro terminales. Esto permite superar los desafíos asociados con el equilibrio de corriente y la interconexión entre subceldas, ya que las celdas no están eléctricamente conectadas, eliminando la limitación del ajuste de la corriente eléctrica. Además, esta estructura permite una mayor flexibilidad en la selección de las bandas prohibidas para optimizar la absorción de fotones y mejorar la eficiencia general.
Innovación y eficiencia récord
La eficiencia lograda en este estudio es destacable, alcanzando un 16,94% en la conversión de luz en electricidad, el mayor valor registrado para una celda solar orgánica tandem con una configuración de cuatro terminales. Este logro es en gran parte gracias a la implementación de un nuevo electrodo de plata transparente y ultradelgado (7 nm), colocado en la parte posterior de la celda delantera, lo que facilita una excelente transmisión de luz hacia la celda trasera.
Detalles del diseño fotovoltaico
La celda solar diseñada comienza con una capa superior transparente hecha de la mezcla polimérica PM6:L8-BO, seguida por un multistrato de WO3/LiF/WO3 que optimiza la distribución de la luz absorbida entre las unidades. La capa inferior es una celda opaca basada en otra mezcla polimérica, PTB7-Th:O6T-4F. Este diseño ha sido probado bajo condiciones de iluminación estándar con un simulador solar y ha demostrado una eficiencia cuántica sobresaliente.
El diseño y la fabricación de esta nueva celda solar orgánica tandem no solo representa un avance tecnológico significativo sino también abre la puerta a futuras investigaciones y aplicaciones de la energía solar orgánica, destacando el potencial de estas tecnologías para contribuir significativamente a la matriz energética global. Con una eficiencia cercana al 17%, este desarrollo podría ser el precursor de una nueva era en la tecnología fotovoltaica orgánica.
Vía www.icfo.eu
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