La innovación en células solares orgánicas promete paneles de bajo costo, plegables y eficientes

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La innovación en células solares orgánicas promete paneles de bajo costo, plegables y eficientes
Una celda solar orgánica – CC 4.0. Masaya Nogi, Makoto Karakawa, Natsuki Komoda, Hitomi Yagyu


Investigadores coreanos han creado electrodos diseñados para su uso en células solares totalmente orgánicas utilizando óxido de zinc de bajo costo, lo que promete una mejora espectacular en la energía fotovoltaica.



Las células solares orgánicas (OSC) deben ser ligeras, flexibles y con una alta eficiencia de conversión. Sin embargo, la mayoría de los electrodos OSC utilizan óxido de indio y estaño, que es demasiado caro y frágil para permitir la producción de paneles solares grandes y flexibles con OSC.



Si se pudiera reemplazar el óxido de indio y estaño, las células no solo se podrían producir de manera más económica, sino que, en muchos casos, se podrían producir en todo el país. Incluso en un país avanzado como Corea del Sur, la producción de óxido de indio y estaño era tan poco práctica que todo este material se importaba del extranjero.



Las células solares orgánicas tienen características deseables y un enorme potencial comercial. Su ligereza, flexibilidad, maleabilidad y, sobre todo, la alta eficiencia de conversión de potencia de cualquier tipo de luz, natural o antinatural, directos o indirectos, haciéndolos ideales para una amplia gama de aplicaciones.



Ahora, el Dr. Hongkyu Kang y el Prof. Kwanghee Lee del Instituto de Ciencia y Tecnología de Gwangju recientemente presentado un nuevo método para crear OSC utilizando óxido de zinc de bajo costo, el ingrediente activo en protector solar no químico, que ha superado los problemas de costo y escalabilidad sin comprender la alta eficiencia de conversión de energía inherente a las células solares orgánicas.



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La mayoría de los OSC se fabrican utilizando una técnica llamada “recubrimiento por rotación”, que permite la conversión de alta potencia, pero hace que la escalabilidad sea deficiente.



El equipo mapeó una capa de nanopartículas de óxido de zinc utilizando una técnica de “recubrimiento de hoja”, que es un poco como poner un protector de pantalla en un teléfono; mediante el cual se deposita continuamente una pequeña cantidad de líquido a través de una pequeña abertura antes de que una herramienta similar a una cuchilla lo alise sobre el material en cuestión.



Al crear una doble capa uniforme en un electrodo de película de plata ultradelgada, el OSC ha conservado su flexibilidad y alta conversión de energía de la luz solar.



“El electrodo de película de plata ultrafina con [zinc] la bicapa tiene la flexibilidad, humectabilidad y alta energía superficial de ITO, pero no es frágil ni costosa “, dijo el Dr. Kang. Esto simplifica el uso de ZnO para la producción de células solares orgánicas y el desarrollo de una tecnología de impresión para grandes tecnología de celdas solares”.



Los OSC producidos de esta manera demostraron una eficiencia del 7,67 % para un área de módulo de 0,5 pies cuadrados, lo que lo convierte en el OSC de área grande más eficiente en comparación con investigaciones anteriores.



Otro beneficio es que el zinc es un subproducto de muchas operaciones mineras separadas para cosas como oro, plata y cobre, por lo que las cadenas de suministro existentes están disponibles para futuros productores de CSO.



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por Kang y Lee Investigar fue parte de una colaboración entre la industria y la academia y lo transfirieron a MSWAY Co., Ltd., una empresa de electrónica con sede en Corea del Sur que había dependido totalmente de las importaciones extranjeras desde que la producción nacional de óxido de indio y estaño realmente no existía.



Con la nueva tecnología, la pareja espera que se establezca una cadena de valor para comercializar OSC con empresas constructoras y de equipamiento.



“Nuestro método abre la puerta al uso comercial de estos SCO, como integrarlos en las paredes y ventanas de los edificios para hacer edificios autosuficientes”, dijo el profesor Lee.



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