(Phys.org) —El trabajo de un equipo de ingenieros químicos en Penn State y Rice University puede conducir a una nueva clase de células solares orgánicas económicas.

"Imagínese si pudiera hacer células solares con la misma facilidad con la que puede imprimir carteles o periódicos; podría hacer hojas de esto, "dijo Enrique Gómez, profesor asistente de ingeniería química. "Representa un cambio fundamental en la forma en que fabricamos las células solares".

La mayoría de las células solares de hoy son inorgánicas y están hechas de silicio cristalino. El problema con estos Gomez explicó, es que las células solares inorgánicas tienden a ser caras, rígido y relativamente ineficaz a la hora de convertir la luz solar en electricidad.

Pero las células solares orgánicas ofrecen una alternativa interesante que es flexible y potencialmente menos costosa.

Actualmente no existen muchas células solares orgánicas. Él dijo, "Hay un montón de prototipos flotando por ahí. Los ves en lugares como en bolsas de portátiles que funcionan con energía solar y en la parte superior de algunas estaciones de autobuses".

El problema es que la mayor parte de las células solares orgánicas emplean aceptores de fullereno, una molécula a base de carbono que es extremadamente difícil de escalar para la producción en masa.

El enfoque de Gomez omite por completo el aceptor de fullereno y busca combinar moléculas en una solución.

La idea de utilizar el autoensamblaje molecular para las células solares no es nueva, pero Gomez dijo, "No ha sido bien ejecutado".

Él continuó, "Es como intentar mezclar aceite y agua". El problema es que las interacciones intermoleculares débiles y el desorden en las uniones de diferentes materiales orgánicos limitaron el rendimiento y la estabilidad de las células solares orgánicas anteriores.

Pero al controlar la nanoestructura y la morfología, Básicamente, el equipo rediseñó las moléculas para que se unieran mejor.

Los ingenieros pudieron controlar las heterouniones donante-aceptor a través de copolímeros de bloques conjugados separados por microfases.

"No solo hemos demostrado el control de la microestructura, sino también el control de la interfaz responsable de los pasos iniciales a cargo de la fotogeneración de una manera nunca antes lograda, "Dijo Gómez.

El resultado, que se detalló en un número reciente de la American Chemical Society's Nano letras diario, es una celda solar orgánica hecha de copolímeros de bloque con una eficiencia del tres por ciento.

El equipo incluía al estudiante graduado de ingeniería química de Penn State, Changhe Guo; el estudiante de pregrado Matt Witman; Rafael Verduzco, el profesor asistente Louis Owen de ingeniería química y biomolecular en la Universidad de Rice; Joseph Strzalka, científico investigador del Laboratorio Nacional Argonne; y los científicos de investigación Cheng Wang y Alexander Hexemer del Laboratorio Nacional Lawrence Berkeley.

Aunque el prototipo del equipo no es tan eficiente como algunas células solares que están disponibles comercialmente, Gomez explicó que el trabajo muestra que las células solares orgánicas flexibles son realmente posibles.

"Nuestras células en este momento no capturan mucha luz. Necesitamos mirar hacia atrás y rediseñar la molécula. Creemos que podemos hacerlo mejor que el 3 por ciento, " él dijo.