Desarrollo de la energía fotovoltaica que puede ser aplicada como la pintura para la vida real

Futura aplicación como tecnología de pintura fotovoltaica a base de plástico

10.09.2020 - Corea, República de

Los investigadores de Corea han desarrollado con éxito una célula solar procesable en solución orgánica de alta eficiencia para grandes superficies, controlando la velocidad a la que la solución de las materias primas para las células solares se solidifica después de ser recubierta. El equipo dirigido por el Dr. Hae Jung Son del Centro de Investigación de Híbridos Fotoelectrónicos del Instituto de Ciencia y Tecnología de Corea (KIST) anunció que han identificado la diferencia en el mecanismo de formación de la película entre un área pequeña y una gran área de células solares orgánicas en un proceso de solución y, al resolver la cuestión relativa a la tecnología de proceso relacionada, desarrollaron un sistema fotovoltaico orgánico de alta eficiencia para grandes áreas.

Si se fabrica un material fotovoltaico en forma de pintura que pueda aplicarse a cualquier superficie, como el exterior de un edificio o un automóvil, será posible lograr la autosuficiencia energética y proporcionar energía ecológica de bajo costo a quienes sufren de pobreza energética. No sólo eso, será fácil utilizar el espacio para la instalación de fotovoltaicos incluso en edificios urbanos, e idealmente, los paneles fotovoltaicos se mantendrán volviendo a aplicar la "pintura".

Cuando se trata de células solares procesables por solución, que funcionan recubriendo la superficie con la solución de la célula solar, el área fotoactiva que genera electricidad sigue siendo a escala de laboratorio. Cuando se aplica a una gran superficie para producir suficiente energía eléctrica para que sea práctica, hay cuestiones relacionadas con la reducción del rendimiento y la reproducibilidad debido a las limitaciones relacionadas con los materiales y los procesos, y esto ha sido un obstáculo para la comercialización.

El equipo del Dr. Son en el KIST reveló que los materiales orgánicos disponibles comercialmente se cristalizan fácilmente, lo que los hace inadecuados para los procesos de solución de gran área. En el caso del proceso de solución de grandes superficies para usos industriales, el proceso mediante el cual el disolvente en el que se disuelve el material de la célula solar se evapora para formar una película se produce lentamente, dando lugar a la aglomeración y otros fenómenos, lo que a su vez reduce la eficiencia de la célula solar. En cuanto al método de revestimiento por centrifugado, que es un proceso de pequeña superficie empleado en la investigación de laboratorio, el sustrato se hace girar rápidamente durante el proceso de formación de la película a fin de acelerar la evaporación del disolvente, lo que permite formar una película sin el problema ya mencionado de reducción de la eficiencia.

Basándose en esta información, los investigadores del KIST desarrollaron una fotovoltaica orgánica de gran superficie de alto rendimiento mediante el control de la tasa de evaporación del disolvente tras el paso de revestimiento en un proceso de solución de gran superficie como una forma de formar una película optimizada para el rendimiento de las células solares. Como resultado, se obtuvieron fotovoltaicas orgánicas de alta eficiencia para grandes áreas con un 30% más de eficiencia de conversión de energía que las fotovoltaicas existentes.

El Dr. Son dijo: "Los principios básicos de diseño de materiales de células solares capaces de alta calidad de gran superficie utilizando la solución acelerará el desarrollo de células solares procesables por solución en el futuro". Este estudio] ha contribuido no sólo a aumentar la eficiencia de las células solares procesables en solución de la próxima generación, sino también al desarrollo de la tecnología básica para la fabricación de materiales de células solares de gran superficie necesarios para la comercialización".

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