La fotovoltaica orgánica ha dado un gran salto hacia el futuro de la energía solar gracias a un nuevo avance tecnológico. Investigadores del Instituto Fraunhofer de Sistemas de Energía Solar (ISE) y el Centro de Investigación de Materiales de la Universidad de Freiburg han establecido un nuevo récord mundial de eficiencia en células solares orgánicas.
Esta célula ha ganado popularidad debido a su fabricación sostenible, flexibilidad y capacidad de ser transparente. Los investigadores han estado trabajando arduamente para mejorar continuamente esta tecnología y llevarla más cerca de la implementación comercial.
Bajo la dirección del Dr. Uli Würfel, jefe del departamento de Fotovoltaica Orgánica y de Perovskita en el Fraunhofer ISE y líder de grupo en el Centro de Investigación de Materiales FMF de la Universidad de Freiburg, se logró un avance sorprendente. Han logrado mejorar su récord anterior, anunciado en septiembre de 2020, para una célula solar orgánica de tan solo 1 cm². Ahora, han alcanzado un impresionante rendimiento del 15,8%, estableciendo así un nuevo récord mundial en esta categoría.
Dicho avance se logró principalmente mediante la introducción de un recubrimiento antirreflejo. Este recubrimiento permite una mayor absorción de luz en la capa fotoactiva de la célula, lo que genera una mayor corriente eléctrica y, por lo tanto, aumenta la eficiencia global del dispositivo.
El recubrimiento antirreflejo, desarrollado en un departamento cercano del Fraunhofer ISE, consiste en un sistema de capas finas que optimizan la absorción de luz. Esta mejora es un testimonio del enfoque interdisciplinario y la colaboración dentro del instituto.
El Prof. Dr. Andreas Bett, director del Fraunhofer ISE, enfatizó la importancia de la colaboración al afirmar: «La colaboración interdisciplinaria es una gran fortaleza del Fraunhofer ISE. Las investigaciones sobre diferentes tecnologías fotovoltaicas y sus respectivos procesos de fabricación se inspiran mutuamente».
Además de reducir la reflexión superficial, el Fraunhofer ISE también está desarrollando electrodos para células solares orgánicas semitransparentes mediante este método de revestimiento. Estas células están compuestas por una capa orgánica fotoactiva aplicada a un electrodo trasero que permite el paso de la luz visible mientras refleja la luz cercana al infrarrojo de vuelta a la célula. Este enfoque tiene como objetivo crear células solares transparentes para aplicaciones como ventanas, películas de protección agrícola y vidrios de invernadero.
Las células solares orgánicas ofrecen numerosas ventajas en comparación con las células solares tradicionales. Pueden fabricarse sin la necesidad de utilizar metales pesados u otros elementos críticos, lo que las hace más respetuosas con el medio ambiente. Además, son livianas, flexibles e integrables, y presentan un aspecto homogéneo incluso cuando son semitransparentes.
La selección de semiconductores orgánicos que absorben exclusivamente la luz infrarroja permitiría desarrollar células solares transparentes para ventanas, películas de protección agrícola y vidrios de invernadero. Estos dispositivos no solo proporcionarían generación de energía relevante, sino que también ofrecerían protección contra tormentas y sobrecalentamiento. Sin embargo, antes de que estas células solares puedan ser comercializadas a gran escala, se requieren más desarrollos y pruebas.
El Instituto Fraunhofer ISE y el Centro de Investigación de Materiales de la Universidad de Freiburg están liderando la investigación en el campo de las células solares orgánicas. Su trabajo continuo y sus avances tecnológicos prometen un futuro brillante para la energía solar sostenible.
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