Revolución en la energía solar: ¡la Universidad Tecnológica de Chemnitz investiga células orgánicas!

Revolución en la energía solar: ¡la Universidad Tecnológica de Chemnitz investiga células orgánicas!

La investigación sobre células solares orgánicas ha cobrado impulso en los últimos años, especialmente en la Universidad Tecnológica de Chemnitz, donde un equipo dirigido por el Prof. Dr. Carsten Deibel está trabajando intensamente para aumentar la eficiencia de estas tecnologías. La atención se centra aquí en comprender los portadores de carga lenta, que son responsables de una importante resistencia al transporte. Este fenómeno afecta tanto al factor de llenado como al rendimiento general de las células solares. Los resultados de esta investigación se publican en revistas de renombre como "Reports on Progress in Physics" y "Advanced Energy Materials" para proporcionar nuevos conocimientos a la comunidad científica.

La colaboración interdisciplinaria es una parte esencial de este progreso. Como parte del grupo de investigación de la DFG “Impreso y estable fotovoltaica orgánica con aceptores no fullereno – POPULAR”, expertos de varias universidades alemanas y británicas han trabajado en proyectos financiados con alrededor de cinco millones de euros. El objetivo de este grupo es mejorar y optimizar las células solares orgánicas para su producción en masa.

El papel de las células solares orgánicas.

Las células solares orgánicas, que consisten en sustancias químicas orgánicas uniformes, en particular compuestos de hidrocarburos como los plásticos, ofrecen varias ventajas sobre las tecnologías convencionales. En agosto de 2018, su eficiencia era del 17,3%, inferior a la de las células solares inorgánicas, pero destaca por sus procesos de fabricación rentables y versátiles. Las primeras células solares orgánicas fueron desarrolladas por Ching W. Tang en 1985 y todavía se basan en polímeros conjugados y fullerenos en sus capas.

Uno de los mayores desafíos es el lento movimiento de los transportadores de carga. Estos problemas pueden evitarse mediante el uso de un sistema donante-aceptor que permita una rápida transferencia de carga. La capa activa de estas células se deposita sobre un electrodo conductor transparente que maximiza la absorción de luz, mientras que un electrodo metálico recoge los portadores de carga recogidos en el otro lado de la capa.

Innovaciones y desafíos

Además de la investigación en la Universidad Tecnológica de Chemnitz, instituciones como ésta también realizan Instituto Fraunhofer de Sistemas de Energía Solar enfoques innovadores para la producción de células solares orgánicas. Están trabajando en materiales más baratos y respetuosos con el medio ambiente que sean asequibles para uso comercial. El desarrollo de células transparentes, flexibles y ligeras podría abrir campos de aplicación innovadores, por ejemplo como soluciones integradas en sistemas de ventanas o películas de protección agrícola que ofrecen protección y contribuyen a la generación de energía.

Aunque la energía fotovoltaica orgánica ha avanzado en los últimos años, la estabilidad a largo plazo sigue siendo uno de los principales obstáculos para su avance comercial. Se fundaron empresas como Heliatek para llevar estas tecnologías a la producción en masa, pero aún se necesitan avances para optimizar la vida útil y la eficiencia de estas células bajo la luz solar. Crear un entorno de mercado estable para las células solares orgánicas requiere no sólo mejoras tecnológicas sino también estrategias económicas para reducir costos.

Los acontecimientos actuales muestran que la vivacidad y el espíritu innovador en el campo de la energía solar orgánica son cada vez más importantes. Los proyectos de investigación y las empresas se esfuerzan por superar los desafíos y así aprovechar las ventajas de esta tecnología para una aplicación más amplia.