Levadura para las placas solares de plástico

La energía solar vivió una revolución con el descubrimiento de las células fotovoltaicas orgánicas o de plástico. En realidad, se trata de un polímero que sustituye al silicio empleado en las células solares tradicionales, con tres consecuencias: Son más baratas, más ligeras y flexibles. Sin embargo, no todo fueron buenas noticias con el cambio. Principalmente, por la pérdida de eficiencia de estas nuevas células (de en torno al 10%) con respecto a las anteriores (entre el 15 y el 20%).

Ahora, un grupo de investigadores de la Universidad Técnica de Eindhoven han descubierto el mecanismo que hace que la eficiencia se incremente (de dos a tres veces) al añadir un disolvente adicional, algo que se descubrió hace una década. “Estos co-disolventes se utilizan hoy día en todas las células solares de plástico”, dice el profesor René Janssen, participante en el estudio, “pero nadie sabía exactamente por qué tenían un efecto tan favorable en la eficiencia.”

Se sospechaba una conexión con la forma de la célula solar, en particular, con la estructura de dos componentes plásticos entre los que los electrones se mueven bajo la influencia de la luz solar. Estos componentes, ambos orgánicos, se disuelven durante el proceso de producción, y después se evaporan y se endurecen. El disolvente adicional siempre se añade al disolvente antes de esta evaporación.

POR QUE OCURRE ESTO ?

Los investigadores dirigidos por Janssen utilizaron una combinación de tecnologías ópticas para encontrar una explicación. Encontraron que si no aplicaban el co-disolvente, se formaban unas burbujas grandes (ver imagen) durante el endurecimiento del polímero. Estas tienen un efecto adverso en el transporte de electrones, y como resultado, en la eficiencia de la célula solar. “Cuanto más co-disolvente se agrega, más pequeñas llegan a ser estas burbujas, hasta que desaparecen por completo cuando se alcanza un contenido específico”, dice Janssen.

“Hay dos efectos que se producen durante el proceso de endurecimiento”, dice Janssen. “Por un lado, la solución se evapora, y los polímeros adquieren una estructura plegada. Vimos que el co-disolvente hace que el inicio de este proceso de plegado se produzca antes, lo que significa que las burbujas acaban no formándose en absoluto. De esta manera, hallaron que estos co-disolventes actúan como una especie de levadura para hornear: mejora la estructura de la mezcla, pero en sí mismos no son suficientes, necesitan estar aliados con la harina, o en este caso, con el primer disolvente.

Los investigadores esperan que sus hallazgos aporten más eficacia al desarrollo de las células solares de plástico. “Hasta ahora se trataba sobre todo de una cuestión de ensayo y error”, dice Janssen, “pero ahora podemos predecir con mucha más precisión lo que es probable que funcione, y lo que no”.

Imagen: Vista al microscopio de una célula solar orgánica con grandes moléculas de fullereno

Fuente: www.elcomercio.es

Advertisements

Deja un comentario

Tu dirección de correo electrónico no será publicada. Los campos obligatorios están marcados con *