La fotovoltaica orgánica parece ser una promesa para la energía solar, gracias a su fabricación sostenible, su flexibilidad y posibilidad de transparencia. La investigación constante está permitiendo que esta tecnología avance cada vez más rápido hacia una implementación comercial.
Investigadores del Instituto Fraunhofer de Sistemas de Energía Solar (ISE) y el Centro de Investigación de Materiales de la Universidad de Freiburg han mejorado su récord anterior anunciado en septiembre de 2020 para una célula solar orgánica de 1 cm², con un sorprendente rendimiento del 15,8%, estableciendo así un nuevo récord mundial en esta categoría.
La innovación detrás del récord
El Dr. Uli Würfel, jefe del departamento de Fotovoltaica Orgánica y de Perovskita en el Fraunhofer ISE y líder de grupo en el Centro de Investigación de Materiales FMF de la Universidad de Freiburg, dirigió la investigación de las células solares orgánicas. El gran salto en el rendimiento de la célula solar se ha logrado principalmente a través de la introducción de un recubrimiento antirreflejo que permite la absorción de más luz en la capa fotoactiva de la célula, generando así una mayor corriente.
El sistema de capas finas necesario para este recubrimiento se desarrolló en un departamento cercano del Fraunhofer ISE.
La colaboración interdisciplinaria es una gran fortaleza del Fraunhofer ISE. Las investigaciones sobre diferentes tecnologías fotovoltaicas y sus respectivos procesos de fabricación se inspiran mutuamente.
Prof. Dr. Andreas Bett, director del Fraunhofer ISE
Enfoque en la transparencia y las aplicaciones futuras
Además de reducir la reflexión superficial, el Fraunhofer ISE también está desarrollando electrodos para células solares orgánicas semitransparentes mediante este método de revestimiento. Estas células están compuestas por una capa orgánica fotoactiva aplicada a un electrodo trasero que permite el paso de la luz visible mientras refleja la luz cercana al infrarrojo de vuelta a la célula. Dentro del proyecto «Durchblick-PV – Desarrollo de módulos solares orgánicos con alta transparencia visual» financiado por el Ministerio Federal de Economía y Protección del Clima (BMWK), los investigadores están trabajando para usar materiales con alta transparencia para la luz visible tanto para la capa de absorción como para los electrodos.
Las células solares orgánicas ofrecen muchas ventajas: se pueden fabricar sin utilizar metales pesados u otros elementos críticos, son livianas, flexibles, integrables y presentan un aspecto homogéneo incluso cuando son semitransparentes.
La selección de semiconductores orgánicos que absorben exclusivamente la luz infrarroja permitiría desarrollar células solares transparentes para ventanas, películas de protección agrícola y vidrios de invernadero que podrían combinar varios beneficios como la protección contra tormentas y el sobrecalentamiento, con una generación de energía relevante. Sin embargo, aún quedan algunos pasos de desarrollo importantes por completar antes de que estas células solares puedan ser comercializadas a gran escala.
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