Investigadores del Instituto de Ciencia y Tecnología de Gwangju han desarrollado una solución que les permitió fabricar células solares orgánicas de gran superficie que son económicas, flexibles y eficientes.
En un artículo publicado en la revista Advanced Energy Materials, los científicos explican que las células solares orgánicas (OSC) se consideran la futuro de la energía fotovoltaica debido a sus características beneficiosas como peso ligero, flexibilidad y alta eficiencia de conversión. Sin embargo, la mayoría de los electrodos para OSC utilizan óxido de indio y estaño (ITO), que es demasiado costoso y frágil para habilitar OSC flexibles de gran superficie.
Tales limitaciones los inspiraron a desarrollar un nuevo método para crear OSC utilizando óxido de zinc (ZnO) para superar los problemas de costo y escalabilidad sin incluir la eficiencia de conversión de energía (PCE).
En particular, esta investigación fue el resultado de una colaboración entre la industria y la universidad, en la que el Instituto Gwangju desarrolló la tecnología original por primera vez en Corea y la transfirió a MSWAY Co., Ltd., que dependía por completo en las importaciones extranjeras ya que la producción nacional de electrodos basados en ITO era impracticable.
Con la nueva tecnología se espera establecer una cadena de valor para la comercialización de los OSC con empresas constructoras y de equipamiento, fortaleciendo el valor de la investigación conjunta industria-universidad.
Cómo llegó a ser la solución
Para hacer realidad su tecnología, el equipo usó ZnO pulverizado y una capa de nanopartículas de ZnO obtenida a través de una técnica de «recubrimiento de hoja» para crear una bicapa uniforme en un electrodo de película de plata ultrafina.
“El electrodo de película de plata ultrafina con bicapa de ZnO tiene la flexibilidad, la humectabilidad y la alta energía superficial del ITO, pero no es frágil ni costoso. Esto facilita el uso de ZnO para la fabricación de células solares orgánicas y el desarrollo de una tecnología de impresión para la tecnología de células solares de gran superficie”, dijo Hongkyu Kang, autor principal del estudio, en un comunicado de prensa.
Los nuevos OSC basados en bicapa de ZnO demostraron una eficiencia del 7.% para un área de módulo de 528 cm2, lo que lo convierte en el OSC de área grande más eficiente en comparación con investigaciones anteriores. Esto se debió a la reducción de la «recombinación» de los portadores de carga en los OSC por parte de las nanopartículas cristalinas de ZnO que, a su vez, mejoraron su voltaje de circuito abierto, es decir, la eficiencia de conversión de energía.
En opinión de los investigadores, la creación de estos OSC sin ITO con un área grande y la misma flexibilidad y eficiencia que los OSC basados en ITO puede cambiar las reglas del juego para el futuro de las células solares. tecnología.
“Nuestro método abre las puertas al uso comercial de estos OSC, como su integración en las paredes y ventanas de los edificios para realizar edificios autosuficientes”, dijo el coautor Kwanghee Lee.
“De hecho, la superioridad de los OSC de gran superficie en términos de potencial comercial y eficiencia puede marcar el comienzo de una nueva era de generación de energía y ayudarnos en la lucha contra el cambio climático”.
