Los científicos alemanes del Departamento de Ingeniería de Microsistemas (IMTEK) y el Centro de Investigación de Materiales de Friburgo (FMF) han logrado desarrollar un método para tratar la superficie de nanopartículas que mejora en gran medida la eficiencia de las células solares orgánicas.

Los investigadores pudieron alcanzar una eficiencia del 2 por ciento mediante el uso de los llamados puntos cuánticos compuestos de seleniuro de cadmio. Estas medidas, muy por encima de los índices de eficiencia anteriores del 1 al 1,8 por ciento, fueron confirmados por el grupo de investigación "Células solares orgánicas y colorantes" del Instituto Fraunhofer de Sistemas de Energía Solar en la FMF.

La capa fotoactiva de las células solares híbridas consta de una mezcla de nanopartículas inorgánicas y un polímero orgánico. Como teóricamente es posible aplicar el método desarrollado por los investigadores a muchas nanopartículas, Este avance abre un nuevo potencial para aumentar aún más la eficiencia de este tipo de célula solar. El procedimiento ha sido patentado y los resultados se publicaron en un número reciente de la Letras de física aplicada diario.

Las células solares orgánicas pertenecen a la llamada tercera generación de células solares y aún se encuentran en la etapa de desarrollo. El récord mundial de células solares puramente orgánicas, un tipo en el que ambos componentes de la capa fotoactiva consisten en materiales orgánicos, actualmente es del 7 por ciento para las capas creadas mediante métodos químicos húmedos. Las células solares orgánicas tienen muchas ventajas sobre las células de silicio convencionales que se utilizan normalmente para la producción de energía a gran escala:no solo son considerablemente más delgadas y flexibles, también son menos costosos y más rápidos de producir. Por lo tanto, son más adecuados para alimentar dispositivos y sistemas cotidianos que no se utilizan constantemente. como sensores o aparatos eléctricos. A la larga, Las células solares orgánicas podrían reducir drásticamente nuestra dependencia de baterías y cables.

El grupo de investigación que desarrolló las nuevas e innovadoras células solares es un equipo muy unido de químicos, físicos, e ingenieros de IMTEK y FMF. “La orientación interdisciplinar del grupo es una clara ventaja y ha llevado a un rápido avance del proyecto. Pudimos realizar todos los pasos por nuestra cuenta:desde la síntesis de las nanopartículas hasta la modificación de su superficie e integración en materiales compuestos, ", dice el jefe del grupo, el Dr. Michael Krüger. Su grupo de investigación" Nanociencias "es parte de la Cátedra de Sensores en IMTEK, que ocupa el Prof. Dr. Gerald Urban. El grupo ahora está aplicando los métodos descritos en la publicación a otros sistemas de materiales prometedores:también como parte de un proyecto de investigación conjunto patrocinado por el Ministerio Federal de Educación e Investigación de Alemania, con el fin de perfeccionarlos aún más y convertirlos en una tecnología lista para el mercado. Las condiciones previas necesarias para la comercialización son mejoras notables en la eficiencia, un mayor aumento de la durabilidad de los materiales, y una reducción de los costos de producción.

El proyecto "Híbridos de polímeros de puntos cuánticos como material fotoactivo en células solares" recibe financiación de la Fundación de Investigación Alemana a través del grupo de formación en investigación IMTEK "Micro Energy Harvesting".