Las células solares orgánicas (OSC), que utilizan materiales orgánicos para convertir la luz solar en electricidad, son un candidato atractivo para la energía fotovoltaica del futuro. Esto se debe a varias de sus características deseables, como su peso ligero, flexibilidad, maleabilidad y, lo más importante, alta eficiencia de conversión de energía (PCE). Tales cualidades los hacen ideales para una amplia gama de aplicaciones.

Sin embargo, a pesar de su enorme potencial de comercialización, hay una trampa. La mayoría de los OSC se producen utilizando una técnica llamada "recubrimiento por rotación", que permite PCE altos pero genera una escalabilidad deficiente. Además, los OSC con electrodos flexibles utilizan óxido de indio y estaño (ITO), lo que los hace caros y demasiado frágiles para realizar módulos de gran superficie. Por lo tanto, si se quiere realizar la promesa comercial de los OSC, deben superar su dependencia de ITO.

Aquí es donde entran el Dr. Hongkyu Kang y el Prof. Kwanghee Lee del Instituto de Ciencia y Tecnología de Gwangju (GIST) en Corea. En su artículo en Advanced Energy Materials propusieron un nuevo método para crear OSC utilizando óxido de zinc (ZnO) que superó los problemas de costo y escalabilidad sin incluir el PCE.

En particular, esta investigación fue el resultado de una colaboración entre la industria y la universidad, en la que GIST desarrolló la tecnología original por primera vez en Corea y la transfirió a MSWAY Co., Ltd., que dependía por completo de las importaciones extranjeras como producto nacional. la producción de electrodos basados ​​en ITO era impracticable. Con la nueva tecnología, se espera que se establezca una cadena de valor para la comercialización de OSC con empresas constructoras y de equipamiento, fortaleciendo el valor de la investigación conjunta industria-universidad.

El equipo usó ZnO pulverizado y una capa de nanopartículas de ZnO obtenida a través de una técnica de "recubrimiento de hoja" para crear una bicapa uniforme en un electrodo de película de plata ultrafina. "El electrodo de película de plata ultradelgada con bicapa de ZnO tiene la flexibilidad, la humectabilidad y la alta energía superficial de ITO, pero no es frágil ni costoso. Esto facilita el uso de ZnO para fabricar células solares orgánicas y desarrollar una tecnología de impresión para energía solar de gran superficie". tecnología celular", dice el Dr. Kang.

Los nuevos OSC basados ​​en bicapa de ZnO demostraron una eficiencia del 7,67 % para un área de módulo de 528 cm ² , lo que lo convierte en el OSC de área grande más eficiente en comparación con investigaciones anteriores. Esto se debió a la reducción de la "recombinación" de los portadores de carga en las OSC por parte de las nanopartículas cristalinas de ZnO que, a su vez, mejoraron su voltaje de circuito abierto, es decir, PCE.

La creación de estos OSC sin ITO con un área grande y la misma flexibilidad y eficiencia que los OSC basados ​​en ITO puede cambiar las reglas del juego para el futuro de la tecnología de celdas solares. "Nuestro método abre las puertas al uso comercial de estos OSC, como su integración en las paredes y ventanas de los edificios para realizar edificios autosuficientes", dice el profesor Lee. De hecho, la superioridad de los OSC de gran superficie en términos de potencial comercial y eficiencia puede marcar el comienzo de una nueva era de generación de energía y ayudarnos en la lucha contra el cambio climático. + Explora más

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