Para demostrar cómo una nueva técnica de fabricación puede imprimir células solares en extremadamente delgadas, materiales flexibles, Investigadores del MIT han modelado células solares en papel higiénico ordinario. Si bien el papel higiénico puede ser un sustrato poco probable para aplicaciones prácticas de células solares, ilustra la versatilidad de la técnica para la impresión de bajo costo en una amplia variedad de materiales.

Karen Gleason, profesor de ingeniería química en el MIT, junto con el estudiante de posgrado Miles Barr y otros, mostró que la técnica podría usarse para imprimir células solares en una variedad de materiales delicados. Un ejemplo es el papel de arroz, que se usa para hacer rollitos de primavera en restaurantes y generalmente se disuelve en procesos húmedos. Dado que la técnica de los investigadores es seca, proceso sin disolventes, el papel de arroz permanece intacto. Los investigadores también demostraron la técnica en envoltura plástica de Saran, que repele el agua y normalmente sería difícil de cubrir.

El nuevo método llamado deposición de vapor químico oxidativo (oCVD), implica rociar un vapor de un monómero y un agente oxidante sobre un sustrato. El monómero y el agente oxidante se polimerizan cuando se encuentran y forman el plástico PEDOT. El plástico en sí es conductor, pero la conductividad se puede aumentar aún más hasta 1, 000 veces controlando la temperatura del sustrato para que se formen pequeños nanoporos, que se puede unir con partículas de plata altamente conductoras.

Las células solares impresas también pueden soportar una gran cantidad de flexión y estiramiento con un efecto mínimo en sus propiedades. En pruebas, los investigadores doblaron un sustrato de plástico impreso en un radio de menos de 5 mm más de 1, 000 veces, y descubrió que su eficiencia seguía siendo del 99% de la que tenía antes de doblar. Los electrodos también se pueden doblar y estirar, y aún conservan su conductividad. Para demostrar aún más la solidez del método, Barr dobló una hoja de papel impresa con células solares en un avión de papel, y mostró que el dispositivo aún generaba corriente.

La profesora del MIT Karen K. Gleason explica cómo el estudiante de posgrado Miles Barr dobla una célula solar en un avión de papel. La investigación es parte del Eni-MIT Solar Frontiers Center. Crédito de video:MIT.

Como señalaron los investigadores, Por lo general, el papel no se considera un buen sustrato para la energía fotovoltaica porque no es transparente. Sin embargo, la capacidad de imprimir células solares a bajo costo en flexibles, Los materiales elásticos podrían ser muy útiles para hacer que las células solares estén más extendidas. Dado que la técnica también se puede utilizar para imprimir otros dispositivos electrónicos además de las células solares, podría utilizarse para aplicaciones novedosas, como la impresión de productos electrónicos en telas y otras pantallas flexibles.

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