Un equipo de investigación de Nuremberg y Erlangen ha establecido un nuevo récord para la eficiencia de conversión de energía de los módulos fotovoltaicos orgánicos (OPV). Los científicos diseñaron un módulo OPV con una eficiencia del 12,6 por ciento en un área de 26 centímetros cuadrados. El anterior récord mundial del 9,7 por ciento se superó en un 30 por ciento.

Este es el valor de eficiencia más alto jamás informado para un módulo fotovoltaico orgánico. Fue confirmado por una medición calibrada certificada en condiciones de prueba estándar por el laboratorio de certificación independiente de Fraunhofer ISE (Freiburg) en septiembre de 2019. El módulo multicelda fue desarrollado en la Fábrica Solar del Futuro en el Energie Campus Nürnberg (EnCN) en un laboratorio de recubrimientos con una línea piloto de megavatios única para energía fotovoltaica de película delgada, que fue diseñado e implementado con el apoyo financiero del Ministerio de Economía de Baviera.

"Este avance demuestra que Bavaria no solo es líder en el avance de las instalaciones fotovoltaicas, pero también ocupa una posición de liderazgo en el desarrollo de tecnologías futuras, "dice Hubert Aiwanger, Ministro de Economía del Estado de Baviera, desarrollo regional y energía.

Las células solares orgánicas suelen constar de dos componentes orgánicos que poseen las propiedades semiconductoras necesarias. A diferencia del silicio usado convencionalmente, que se fabrica mediante procesos de fusión que consumen mucha energía, Los materiales orgánicos se pueden aplicar directamente a partir de soluciones sobre una película de soporte o un soporte de vidrio.

Por un lado, esto reduce los costos de fabricación; por otra parte, el uso de flexible, los materiales ligeros permiten nuevas aplicaciones, como dispositivos móviles o ropa, incluso si la eficiencia aún no es comparable a la de las células solares de silicio tradicionales.

"Este hito en la investigación de semiconductores orgánicos muestra que los últimos desarrollos de rendimiento con eficiencias celulares certificadas de más del 16 por ciento no se limitan a la escala de laboratorio, pero listo para escalar al nivel de módulos prototipo, "explica el profesor Christoph Brabec de FAU, director de HI ERN, y director científico de la Fábrica Solar del Futuro, un grupo de investigación de ZAE Bayern.

Debido a su diseño, la eficiencia de los módulos fotovoltaicos completos es siempre ligeramente inferior a la de las células individuales. Una parte del área del módulo, por ejemplo, siempre está inactivo ya que se utiliza para la interconexión de las células individuales. Con un área de módulo creciente, también aumentan las pérdidas provocadas por la resistencia eléctrica de los electrodos.

El módulo de registro consta de doce celdas conectadas en serie y tiene un factor de relleno geométrico de más del 95 por ciento. Esta parte del área del módulo contribuye activamente a la generación de energía. Con respecto a su área activa, el módulo alcanza incluso una eficiencia del 13,2 por ciento. La minimización de áreas inactivas se logró mediante estructuración láser de alta resolución, desarrollado y optimizado en los últimos años en la "Fábrica Solar del Futuro".