Las células solares convencionales contienen materiales peligrosos, lo que dificulta el reciclaje. En cambio, las células solares orgánicas pueden incinerar sin un impacto ambiental significativo.
- Nuevas células solares totalmente orgánicas.
- Doblan la eficiencia previa: alcanzan el 8,7%.
- Electrodo Pedot transparente: PSS.
- Técnica de rodamiento de nanotubos de carbono.
- Procesos sin ácidos o altas temperaturas.
- Grandes posibilidades de uso en agricultura y dispositivos portátiles.
Las células solares totalmente orgánicas logran la eficiencia récord duplicando su rendimiento anterior
A medida que los esfuerzos globales para combatir el cambio climático se intensifican, la demanda de energía solar crece. Sin embargo, los paneles solares de silicio, actualmente los más utilizados, contienen sustancias peligrosas que complican su reciclaje y eliminación, generando considerables costos ambientales y económicos.
Se presentan situaciones similares en las células solares de película delgada de nueva generación, como las basadas en perovskita, que incluyen compuestos de plomo y óxidos de metales tóxicos. Frente a esto, los investigadores han optado por Células solares completamente orgánicasCompuesto solo de materiales derivados del carbono, que podrían incinerarse de manera segura como plásticos comunes, reduciendo así los costos de impacto ambiental y eliminación.
Eficiencia: el gran desafío de las células orgánicas
Aunque más ecológicas, estas células solares sufrieron hasta ahora de la baja eficiencia de conversión de energía, aproximadamente el 4%, muy por debajo de los paneles de silicio (> 27%) y las células perovskita (> 26%).
El avance: eficiencia superior al 8,7%
Masahiro Nakano, profesor asociado en la Universidad de Kanazawa, en colaboración con Reiko Co., Ltd. y Queen’s University (Canadá), ha desarrollado algunos células solares totalmente orgánicas que duplican la eficiencia previaalcanzando el 8,7% de conversión. Esta investigación ha sido publicada en Materiales funcionales avanzados.
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Tecnologías clave de logros
- Electrodos de pedot transparentes: PSS: Los materiales orgánicos de alta conductividad fueron difíciles de fabricar sin usar ácidos, bases fuertes o tratamientos a más de 150 ° C, lo que dañó las delicadas capas orgánicas. Para resolverlo, el equipo creó un Electrodo basado en PEDOT: PSSFabricado a solo 80 ° C y sin productos químicos agresivos, con una resistencia de la hoja inferior a 70 Ω/Sq.
- Electrodos de nanotubos de carbono: Apilando las capas convencionalmente, las tintas podrían dañar las capas inferiores. Para evitar esto, desarrollaron un método de rodaduraFormando los electrodos de nanotubos de carbono en películas de barrera y luego adhiriéndolos al dispositivo sin alterar las capas orgánicas subyacentes.
Aplicaciones prácticas y proyecciones futuras
Gracias a tu Peso ligero y flexibilidadLas células solares orgánicas son ideales para áreas donde los paneles convencionales son inviables, como la ropa agrícola o inteligente. Además, al no usar metales pesados, su impacto ecológico es mucho menor.
El equipo de investigación continuará trabajando en Mejorar la conductividad de los electrodos orgánicoscon el objetivo de aportar eficiencia a los valores competitivos con las tecnologías actuales.
Potencial
Las células solares completamente orgánicas ofrecen una solución verdaderamente ecológico A los desafíos energéticos globales:
- Eliminación de materiales peligrosos.
- Procesos de fabricación más seguros y de menor impacto.
- Reducción del reciclaje y costos de disposición.
- Adaptabilidad a nuevos entornos y aplicaciones.
Si la eficiencia continúa mejorando, esta tecnología podría ser clave para acelerar la transición a un modelo de energía limpia y sostenibleContribuyendo una alternativa real a las tecnologías solares tradicionales.
Más información: Keiju Hashida et al, desbloqueando un alto rendimiento en células solares todo orgánicas mediante el desarrollo de electrodos orgánicos sin ácido y tratamiento de alta temperatura y la preparación efectiva de los mismos en películas de multicapa orgánicas, Materiales funcionales avanzados (2025). Dos: 10.1002/ADFM.202419813
