Toyobo Co., Ltd. y el instituto de investigación del gobierno francés CEA han logrado fabricar pequeñas células fotovoltaicas orgánicas (OPV) de prueba en un sustrato de vidrio con la mejor eficiencia de conversión del mundo en una habitación oscura. El equipo probó módulos OPV en un delgado sustrato de película ligera de PET (tereftalato de polietileno) durante su proyecto de investigación conjunta. Los productos de prueba utilizan un material generador de energía para OPV que Toyobo ha estado desarrollando.

Las OPV han atraído una gran atención como células solares de próxima generación. Toyobo tiene como objetivo poner el material en un uso práctico temprano, principalmente como fuente de energía inalámbrica en dispositivos como la temperatura, sensores de humedad y movimiento.

Las células OPV son células solares que se pueden crear recubriendo materiales orgánicos generadores de energía, incluidos átomos de carbono y azufre, sobre un sustrato de vidrio o plástico con electrodos. Como se le puede dar forma fina, formas flexibles, Se fija fácilmente a paredes o superficies de tela donde las células solares inorgánicas predominantes no son adecuadas para su instalación. Por lo tanto, existen altas expectativas para la OPV como fuente de energía inalámbrica para sensores y dispositivos portátiles, que son indispensables para las aplicaciones de Internet de las cosas (IoT).

Toyobo ha estado desarrollando un material de generación de energía para OPV para producir salidas de alta potencia a partir de fuentes de luz de habitación con poca iluminación mediante el uso de tecnologías de síntesis orgánica que ha cultivado en sus años de investigación sobre productos químicos finos. El material se puede disolver fácilmente incluso en disolventes sin halógenos. permitiendo que se cubra uniformemente sobre un sustrato, y por lo tanto puede generar energía de manera estable con poca diferencia individual.

Para comercializar el material rápidamente, Toyobo realizó la investigación conjunta con CEA durante seis meses desde junio del año pasado. Durante la empresa, Toyobo y CEA lograron fabricar celdas pequeñas de OPV en un sustrato de vidrio con la mejor eficiencia de conversión del mundo mediante la optimización de los solventes y la técnica de recubrimiento. En un experimento de verificación bajo iluminación de neón con 220 lux, equivalente al brillo de una habitación oscura, se confirmó que el producto de prueba había alcanzado una eficiencia de conversión de aproximadamente el 25 por ciento, o un 60 por ciento más alto que el de las células solares de silicio amorfo que se usan comúnmente para las calculadoras de escritorio. También completaron prototipos de módulos OPV en un sustrato de película de PET con un área efectiva de 18 centímetros cuadrados. aunque revestir un material generador de energía sobre una película de PET era más difícil que un sustrato de vidrio. El módulo pudo generar alrededor de 130 microvatios bajo la misma iluminación.

Toyobo planea comercializar este material principalmente para los fabricantes de células solares, basado en el know-how adquirido a través de la investigación conjunta. Primero, la compañía tiene como objetivo implementar el material para marzo de 2023 como una fuente de energía inalámbrica para la temperatura, sensores de humedad y movimiento.