Científicos rusos ponen en órbita la energía fotovoltaica orgánica

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Un equipo dirigido por el Instituto de Ciencia y Tecnología de Skolkovo (Skoltech) en Moscú ha desarrollado una célula solar orgánica capaz de soportar 6.000 grays (Gy) de radiación gamma, un logro que, según el instituto, es un récord.

El rendimiento aumenta las esperanzas de que la célula pueda alimentar satélites en órbita cercanos a la Tierra, donde los investigadores teorizaron que el dispositivo podría tener una vida útil muy superior a los 10 años.

Las células se describen en el documento “Impressive Radiation Stability of Organic Solar Cells Based on Fullerene Derivatives and Carbazole-Containing Conjugated Polymers”, publicado en ACS Applied Materials & Interfaces. Los dispositivos están basados en una mezcla de polímeros a base de carbazol y un derivado del fullereno.

Las pruebas mostraron que una película compuesta de esos materiales mantenía más del 80% de su eficiencia de conversión inicial después de la exposición a una dosis máxima absorbida de 6.500 Gy. Los investigadores anotaron que la NASA estima que los satélites en órbita geocéntrica de la Tierra están expuestos a una dosis promedio anual de radiación de 160 Gy, lo que hace que el compuesto orgánico probado por el equipo de Skoltech sea un fuerte candidato para operar de manera efectiva en dicho entorno durante más de una década.

Otras ventajas

En el documento se señalaban otras ventajas de la utilización de la energía fotovoltaica orgánica para aplicaciones satelitales, entre ellas una elevada relación potencia/peso y flexibilidad. “El despliegue de velas solares espaciales fabricadas con células solares de plástico flexible representa una oportunidad atractiva para aumentar la potencia de los convertidores fotoeléctricos en los satélites”, dijo el profesor de Skoltech Pavel Troshin, que dirigió el grupo de investigación.

El mismo grupo evaluó recientemente un grupo de perovskitas a base de plomo para aplicaciones similares y encontró que las células se degradaban rápidamente bajo exposición a 5.000 Gy de radiación. Un grupo de investigación chino, por otro lado, descubrió que la falta de humedad en el oxígeno a 35 km de la superficie de la Tierra juega a favor de las perovskitas.

Los satélites que requieren una fuente de energía en el espacio se han basado principalmente en células solares III-V, llamadas así porque incorporan elementos de esos grupos de la tabla periódica. Sin embargo, los conceptos alternativos como la fotovoltaica orgánica y las perovskitas sonb una alternativa mucho más barata.