Un equipo de investigadores afiliado a varias instituciones en China ha establecido un nuevo récord de eficiencia para las células fotovoltaicas orgánicas. En su artículo publicado en la revista Ciencias , el grupo describe su enfoque y la eficiencia que lograron.

Durante los últimos años, los científicos han estado tratando de encontrar una manera de mejorar la eficiencia de las células fotovoltaicas orgánicas, pero han sido obstaculizados por las características de carga de los materiales orgánicos. Los materiales orgánicos no solo son más limpios, pero ofrecen otros beneficios potenciales, como permitir celdas de menor peso, también serían flexibles, haciéndolos útiles para más aplicaciones. Pero han demostrado ser ineficaces en comparación con las células no orgánicas; algunos incluso han sugerido que es posible que nunca mejoren más allá del 15 por ciento. Los basados ​​en silicio, en comparación, están en el rango del 18 al 22 por ciento. En este nuevo esfuerzo, los investigadores en China afirman haber encontrado una manera de construir una celda fotovoltaica orgánica que probó con una eficiencia del 17.3 por ciento.

Los investigadores informan que la clave de su éxito fue el uso de modelos que desarrollaron para predecir qué materiales permitirían el uso de múltiples capas. Las células fotovoltaicas orgánicas se basan en el uso de pares de moléculas orgánicas:una para absorber la luz y liberar un electrón y otra para agarrar el electrón liberado. Debido a este arreglo, Las células orgánicas se fabrican utilizando células en tándem hechas con capas de diferentes materiales. Los investigadores sugieren que los esfuerzos anteriores para mejorar la eficiencia no han producido los resultados deseados debido a la mala elección de materiales que estaban disponibles para su uso. Sugieren que la forma de mejorar la eficiencia es buscar nuevos materiales que, cuando se colocan en capas, permitan mejorar la eficiencia. Y ahí es donde entra en juego su modelo.

Los investigadores informan que su modelo está basado en la teoría y funciona al incluir las características de dos materiales; analiza qué tan bien trabajarían juntos los dos materiales para convertir la luz solar en energía eléctrica y produce una clasificación. También informan que creen que su enfoque algún día conducirá al descubrimiento de materiales que permitirán que las células solares alcancen un 25 por ciento de eficiencia. Una desventaja, sin embargo, Es durabilidad:las celdas de prueba utilizadas por el equipo comenzaron a degradarse después de solo 166 días de uso continuo.

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