Científicos coreanos alcanzan eficiencia de un 12% para células orgánicas sin fullereno

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Investigadores del Instituto de Ciencia y Tecnología de Ulsan (UNIST), en Corea del Sur, alcanzaron una eficiencia de un 12,01% para una célula solar orgánica utilizando un proceso que, según dice el equipo de investigación, resuelve muchas de las complejidades que han mantenido la FV orgánica lejos de la producción a gran escala. Se trata, en particular, de un problema de pérdida de eficiencia, debida al hecho de que la capa de células activas es mucho más gruesa que 100 nanómetros.

El proceso, descrito en el estudio Ultrafast Channel II process induced by a 3-D texture with enhanced acceptor order ranges for high-performance non-fullerene polymer solar cells, publicado en la revista Energy & Environmental Science, utiliza un aceptor que no utiliza fullereno. Los científicos demostraron eficiencias cercanas al 10% cuando el espesor de la capa activa se incrementó a 300nm.

“Las capas fotoactivas en las células orgánicas existentes son bastante delgadas (100 nm) y, por lo tanto, ha sido imposible manejarlas mediante un proceso de impresión de gran área”, explica Changduk Yang, Profesor de la Escuela de Energía e Ingeniería Química de UNIST. “La nueva capa fotoactiva mantuvo su eficiencia inicial, incluso cuando el grosor máximo medido está en el rango de 300 nm”.

Este avance, de acuerdo con la UNIST, podría permitir el desarrollo de procesos de impresión de grandes áreas, lo que podría generar costos de producción lo suficientemente bajos como para compensar las eficiencias de conversión logradas con otras tecnologías.

“Este estudio destaca la importancia de optimizar la compensación entre la separación / transporte de carga y el tamaño del dominio para lograr células orgánica sin fullereno de alto rendimiento”, dijo el profesor Yang. “Nuestro estudio presenta una nueva vía para la síntesis de materiales fotoactivos que no son fullerenos, esperamos contribuir aún más a la producción y comercialización de células orgánicas de alta eficiencia”.

A principios de 2018, científicos de la Tandon School of Engineering de la Universidad de Nueva York utilizaron un agente cristalizante para alcanzar una eficiencia del 10% en una célula orgánica sin fullereno, mientras que otro equipo de investigación estadounidense logró apilar dos células solares orgánicas diferentes una encima de la otra, logrando una eficiencia del 15%.