Los científicos de RIKEN y la Universidad de Tokio han desarrollado un nuevo tipo de dispositivo fotovoltaico ultradelgado, recubierto en ambos lados con películas elásticas e impermeables, que pueden continuar proporcionando electricidad de la luz solar incluso después de sumergirse en agua o estirarse ycomprimido. El trabajo, publicado en Energía de la naturaleza , podría abrir el camino a las células solares portátiles, que proporcionarán energía a dispositivos como monitores de salud incorporados a la ropa. Uno de los requisitos de Internet de las cosas: se refiere a un mundo donde los dispositivos de todo tipo están conectados a laInternet: es el desarrollo de fuentes de energía para una gran cantidad de dispositivos, incluidos los dispositivos que se pueden usar en el cuerpo.
Según Takao Someya, líder del grupo de investigación, estos podrían incluir sensores que registran los latidos del corazón y la temperatura corporal, por ejemplo, proporcionando una alerta temprana de problemas médicos. En el pasado, se han hecho intentos para crear energía fotovoltaica que podría incorporarseen textiles, pero por lo general carecían de al menos una de las propiedades importantes estabilidad a largo plazo tanto en el aire como en el agua, eficiencia energética y robustez, incluida la resistencia a la deformación, que son clave para el éxito de los dispositivos.
Para el presente trabajo, los miembros del grupo de investigación desarrollaron células fotovoltaicas orgánicas extremadamente delgadas y flexibles, basadas en un material llamado PNTz4T, que habían desarrollado en trabajos anteriores. Depositaron el dispositivo en una arquitectura inversa, que previamente habíanse desarrolló sobre una película de parileno de 1 um de espesor. A continuación, se colocó el dispositivo ultrafino sobre un elastómero de base acrílica y se recubrió la parte superior del dispositivo con un elastómero idéntico, dándole un recubrimiento en ambos lados para evitar la infiltración de agua... El elastómero, al tiempo que permite la entrada de luz, evita que el agua y el aire se filtren en las células, haciéndolas más duraderas que los experimentos anteriores.
Los investigadores luego sometieron el dispositivo a una variedad de pruebas, encontrando primero que tenía una fuerte eficiencia energética del 7,9 por ciento, produciendo una corriente de 7,86 milivatios por centímetro cuadrado, ya que la densidad de corriente era de 13,8 miliamperios por centímetro cuadrado a 0,57 voltios, basado en una luz solar simulada de 100 milivatios por centímetro cuadrado. Para probar su resistencia al agua, lo sumergieron en agua durante dos horas y encontraron que la eficiencia disminuyó en solo un 5.4 por ciento. Y para probar la durabilidad, lo sometieron acompresión, y descubrió que después de comprimir casi a la mitad durante veinte ciclos mientras se colocaban gotas de agua sobre ella, todavía tenía el 80 por ciento de la eficiencia original.
Según Kenjiro Fukuda, del Centro RIKEN de Ciencias de la Materia Emergente, "Nos complació mucho descubrir que nuestro dispositivo tiene una gran estabilidad ambiental y, al mismo tiempo, una buena eficiencia y robustez mecánica. Esperamos que estos dispositivos lavables, livianos y elásticosLa energía fotovoltaica orgánica abrirá una nueva vía para su uso como sistema de fuente de energía a largo plazo para sensores portátiles y otros dispositivos ".
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Materiales proporcionados por RIKEN . Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
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