La célula solar orgánica con capa de transporte de orificios bicapa logra una eficiencia del 17%

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Investigadores de la Universidad Tecnológica de Wuhan y la Universidad Central del Sur de Changsha (China) han fabricado una célula solar orgánica ultrafina con una capa bicapa de transporte de huecos (HTL, por sus iniciales en inglés) y una relación potencia-peso de 39 W/g.

Wenchao Huang, autor principal de la investigación, declaró a pv magazine que, hasta donde sabe el grupo, se trata de la célula solar orgánica con la mayor relación potencia-peso. El dispositivo tiene un grosor inferior a 1,5 micrómetros.

Los científicos explicaron que la HTL bicapa incorpora una capa intermedia de trióxido de molibdeno (MoO3) entre PEDOT:PSS, una mezcla de polímeros poli(3,4-etilendioxitiofeno) y sulfonato de poliestireno, y óxido de indio y estaño (ITO), y afirmaron que la introducción de esta capa intermedia fue el factor clave que permitió a la célula alcanzar una notable eficiencia de conversión de potencia del 17%, así como una buena estabilidad de almacenamiento y mecánica.

Tras 2000 horas de almacenamiento, el dispositivo mantuvo el 91,4% de su eficacia original. También registró una retención de eficiencia del 89,1% tras 1.000 ciclos de flexión con un radio de flexión de 1 m y una retención de eficiencia del 84,4% tras 1.000 ciclos de una prueba de estiramiento por compresión con un índice de compresión del 30%.

Según los investigadores, estos resultados significan que el dispositivo “supera significativamente” a los dispositivos sin la capa intermedia de MoO3. “El uso de una bicapa HTL de MoO3/PEDOT:PSS en lugar de PEDOT:PSS prístino proporciona un enfoque sencillo para desarrollar células solares orgánicas ultrafinas eficientes y mecánicamente robustas”, añadieron.

Huang añadió que las células pueden adherirse sin problemas a superficies como la piel humana, la robótica blanda, los teléfonos móviles, la ropa y las ventanas con un peso añadido insignificante. “Estas células solares orgánicas ultrafinas pueden generar 39 vatios de potencia por gramo, unas cien veces más que las células solares flexibles convencionales. Muestran un gran potencial de aplicación en el campo de la electrónica vestible”, afirmó también.

El dispositivo se describe en el artículo de investigación “High-efficiency ultrathin flexible organic solar cells with a bilayer hole transport layer” (Células solares orgánicas flexibles ultrafinas de alta eficiencia con una capa de transporte de orificios bicapa), publicado en el Journal of Materials Chemistry.

A principios de este año, el mismo equipo de investigación fabricó una célula solar orgánica semitransparente con un factor de bifacialidad del 99,1%, el más alto registrado hasta la fecha en células orgánicas semitransparentes.

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