Células solares orgánicas de gran superficie más eficientes con recubrimiento por centrifugación

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Investigadores del Centro de Investigación de Híbridos Fotoelectrónicos del Instituto de Ciencia y Tecnología de Corea (KIST) han aplicado recubrimiento por centrifugación (spin coating) a la fabricación de células fotovoltaicas orgánicas de gran superficie.

El recubrimiento por centrifugación es económico, y aplica una película uniforme sobre una superficie sólida utilizando la fuerza centrífuga y una interfaz líquido-vapor. Se utiliza en la investigación de la FV orgánica durante la formación de la película para acelerar la evaporación de los disolventes.

Los investigadores dijeron que el recubrimiento por centrifugación permite películas con heterounión masiva (bulk heterojunction, BHJ) para células orgánicas de gran superficie que funcionan mejor y son más reproducibles que las películas producidas sin el proceso. «Los materiales orgánicos disponibles comercialmente se cristalizan fácilmente, lo que los hace inadecuados para los procesos de solución de grandes áreas», explicó el grupo de KIST.

La célula solar desarrollada por los investigadores se basa en el PBDB-T, un material semiconductor de polímeros utilizado en dispositivos de fotovoltaica orgánica (OPV) de alta eficiencia, y en el ITIC, un aceptador de tipo n que proporciona una buena alineación con polímeros de baja separación de bandas para mejorar la eficiencia de separación de la carga y reducir la pérdida de energía. «Esta morfología agregada de PBDB-T:ITIC está muy mejorada, hasta una morfología óptima para una generación de carga efectiva y transporte con un proceso de calentamiento de 50 grados centígrados», dijeron los científicos.

El grupo KIST dijo que podían controlar la tasa de evaporación de disolventes y que la eficiencia de su célula solar era mayor que la de dispositivos del mismo tipo con una gran superficie. «Como resultado, el módulo fotovoltaico PBDB-T:ITIC (área activa 58,5cm2) preparado a 50 grados centígrados mostró una eficiencia muy mejorada de 9,3%, esto es, un 5% más que el procesado a temperatura ambiente», afirmaron.

La célula se describe en el documento  Developement [sic] of highly efficient large area organic photovoltaic module: Effects of nonfullerene acceptor, publicado en Nano Energy y en la página web de ScienceDirect.

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