Crean paneles solares que se pueden estirar sin agrietarse

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Se ha dado un paso clave para que no se degraden al estirarse y contraerse cientos de veces.

Llamadas OPV, las células solares orgánicas utilizan polímeros orgánicos y pequeñas moléculas que actúan como materiales activos.

Cuando incide la luz solar, los electrones de estos materiales orgánicos se excitan, creando pares de electrón-hueco que son separados y conducidos hacia los electrodos para generar electricidad.

Una de sus particularidades es que son flexibles, por lo que es sencillo adaptarlos a superficies de todo tipo.

Ahora bien, la resistencia es uno de sus puntos débiles, pero científicos japoneses han sido capaces de construir células solares orgánicas estirables que siguen manteniendo una buena eficiencia de conversión de energía.

Célula fotovoltaica orgánica intrínsecamente elástica, o IS-OPV.

Según investigadores del Centro Riken para la Ciencia de la Materia Emergente en Japón, serán los candidatos perfectos para los generadores de energía portátiles de próxima generación debido tanto a su flexibilidad como a una gran elasticidad.

De hecho, es la tecnología candidata a poder crear generadores de energía en ropa, siendo el gran enemigo de esto el estrés continuo al que se someterá a este material.

Debe ser capaz de mantener una buena tasa de conversión de energía tras doblarse y estirarse repetidamente.

Y en el desarrollo de paneles que soporten esa tensión de tracción repetida, los investigadores japoneses parecen haber dado con la clave.

Los científicos detallan cómo gracias a una capa de transporte de agujeros basada en el polímero PEDOT:PSS con el aditivo ION E, han logrado una célula de alta elasticidad.

“ION E mejoró sustancialmente la elasticidad del polímero, ajustando su estructura cristalina y fortaleciendo la adhesión entre la capa de PEDOT:PSS y el sustrato de poliuretano a través de un enlace de hidrógeno reforzado“, comentan los investigadores.

Con esta ‘fórmula’, y con la adición de metal líquido eutéctico de galio-indio (EGaIn) como cátodo, han logrado que la célula mantenga una alta eficiencia, así como propiedades mecánicas superiores.

¿En qué se traduce esto? Pues que, bajo condiciones de iluminación estándar, la celda logró una eficiencia de conversión de energía del 14,2%.

Con una tensión de tracción del 52%, aún se mantenía una eficiencia del 80% respecto a la conversión de energía total.

Y lo interesante es que, tras 100 ciclos de estiramiento y con una tensión del 10%, la eficiencia era del 95%.

Es un avance significativo en esta tecnología, pero no es el único.

Hace unos meses otro equipo de investigadores del Riken Center lograron una célula solar orgánica flexible, impermeable y con un 14,3% de eficiencia.

Lo interesante de esto no es que sea impermeable, sino que sólo pierde un 10% de la eficiencia al pasar por dos ciclos de lavadora de 66 minutos cada uno.

Ahora bien, la resistencia de este tipo de paneles no es el único punto débil.

Algo fundamental para lograr los objetivos de descarbonización es hacer que los paneles sean más eficientes, y como podemos ver con esas tasas de conversión de energía del 14%, los paneles OPV están más limitados que los actuales de silicio, perovskita y otras combinaciones orgánica/inorgánica.

Fuente: PV Magazine