(Phys.org) —Los investigadores de la Universidad de Cincinnati están informando los primeros resultados sobre una forma de fabricar paneles de luz con energía solar, calculadoras y techos más ligeros, menos costoso, más flexible (por lo tanto, menos frágil) y más eficiente.
Fei Yu, un estudiante de doctorado de la Universidad de Cincinnati en ingeniería de materiales, presentará nuevos hallazgos sobre el aumento de la eficiencia de conversión de energía de las células solares de polímero el 3 de marzo en la Reunión de la Sociedad Estadounidense de Física en Denver.
Yu está experimentando con la adición de una pequeña fracción de nanoflakes de grafeno a las células solares de heterounión masiva de mezcla de polímeros (BHJ) para mejorar el rendimiento y reducir los costos de la energía solar.
"Se han realizado muchos estudios sobre cómo hacer que las células solares de plástico sean más eficientes, para que puedan ocupar el lugar de las células solares de silicio en el futuro, "dice Yu." Se pueden hacer más delgados, Paneles más ligeros y flexibles. Sin embargo, actualmente no son tan eficientes como las células solares de silicio, por lo que estamos examinando cómo aumentar esa eficiencia ".
Imagínese patear accidentalmente una luz de jardín de silicio que funciona con energía solar, sólo para ver la rotura de la celda de energía solar. Los polímeros son materiales a base de carbono que son más flexibles que los tradicionales, células solares de silicio frágiles. Transporte de carga, aunque, ha sido un factor limitante para el rendimiento de las células solares de polímero.
Grafeno una forma natural de carbono, es un material descubierto relativamente recientemente que tiene menos de un nanómetro de espesor. "Dado que el grafeno es carbono puro, su conductividad de carga es muy alta, "explica Yu." Queremos maximizar la energía que absorbe la célula solar, así que estamos aumentando la proporción de donante a aceptor y estamos usando una fracción muy baja de grafeno para lograrlo ".
La investigación de Yu descubrió que la eficiencia se triplicó al agregar grafeno, porque el material estaba ayudando a transportar cargas rápidamente para lograr una mayor fotocorriente. "El mayor rendimiento, aunque muy por debajo de la mayor eficiencia lograda en dispositivos fotovoltaicos orgánicos (OPV), no obstante, es significativo al indicar que el grafeno prístino se puede utilizar como transportador de carga, "dice Yu.
Consejero de Yu, Vikram K. Kuppa, un profesor asistente en la Escuela de Energía, Ambiental, Ingeniería Biológica y Médica (SEEBME) para la Facultad de Ingeniería y Ciencias Aplicadas de la UC (CEAS), fue un colaborador de la investigación. Kuppa lidera la investigación de una variedad de células solares de mezcla de polímeros que involucran el uso de grafeno.
La investigación futura se centrará en la física de los dispositivos, morfología de la película y cómo controlar y optimizar estos nanoflakes de grafeno distribuidos aleatoriamente mediante una variedad de métodos para lograr un mejor rendimiento.
