Nuevas perspectivas para las células fotovoltaicas fabricadas con tecnología orgánica flexible

En el futuro, las células fotovoltaicas podrían ‘usarse’ sobre la ropa, colocarse en automóviles o incluso en sombrillas de playa. Estos son solo algunos de los posibles desarrollos de un estudio publicado en Nature Communications por investigadores del Departamento de Física del Politecnico di Milano, con la colaboración de colegas de la Universidad de Erlangen-Nuremberg y el Imperial College de Londres .

La investigación, que incluye entre sus autores al investigador del Instituto de Fotónica y Nanotecnología (IFN-CNR) Franco VA Camargo y al profesor Giulio Cerullo, se centró en las células fotovoltaicas fabricadas con tecnología orgánica flexible. Las células fotovoltaicas más populares de la actualidad, basadas en tecnología de silicio, son rígidas y requieren una infraestructura sofisticada y costosa para fabricarlas y tienen altos costos de eliminación.

Una alternativa para reemplazar el silicio en el futuro son las células solares "plásticas", en las que una mezcla de dos semiconductores orgánicos , un donante de electrones y un receptor de electrones, absorbe energía luminosa y la convierte en energía eléctrica. El uso de moléculas orgánicas trae varias ventajas, como una tecnología más simple, menores costos de producción y eliminación, flexibilidad mecánica y acceso a la diversidad química de los materiales orgánicos.

Sin embargo, los materiales orgánicos tienen una física más compleja que los materiales inorgánicos cristalinos (como el silicio), particularmente para los procesos de transferencia de carga en las interfaces donante-receptor, que causan pérdidas de eficiencia.

Después de cuatro años de trabajo, los investigadores han logrado crear células solares con nuevos materiales en los que se minimizan las pérdidas debidas a los estados de la interfaz. Al estudiar estos materiales con pulsos láser ultracortos, identificaron las razones físicas detrás de este desempeño excepcional, presentando un modelo de optimización general válido para otras combinaciones de materiales.

Las futuras células fotovoltaicas fabricadas con tecnología orgánica serán una fuente de energía más barata y con un menor impacto medioambiental. Pueden incorporarse a diversos objetos cotidianos como ventanas, automóviles o incluso ropa y abrigos debido a su flexibilidad mecánica.