Los investigadores de la Universidad de Kanazawa realizaron una investigación detallada de los mecanismos moleculares por los cuales las células solares orgánicas sufren daños al exponerse a la luz solar. Esta investigación tiene implicaciones importantes para el desarrollo de láminas solares de próxima generación que combinan alta eficiencia, bajo costo y largo tiempoduración del dispositivo.
La energía solar representa un elemento importante de las futuras soluciones de energía renovable. Históricamente, los paneles solares han tendido a ser ineficientes o demasiado costosos para que la mayoría de los propietarios consideren la instalación. Una nueva clase de células solares que utiliza capas de polímeros a base de carbono ofrece eficienciade hasta el 10%, lo que se considera el mínimo para uso práctico, a un precio asequible. El principal obstáculo que queda para la adopción generalizada de estos nuevos sistemas fotovoltaicos es la corta vida útil de estos dispositivos porque el daño acumulado del sol tiende a erosionarsedebido a la naturaleza multicapa de los dispositivos, a menudo es difícil identificar el mecanismo molecular por el cual esta degradación de la eficacia ocurre con el tiempo.
Ahora, según los resultados de las curvas de voltaje de corriente, la espectroscopía de impedancia y la espectrofotometría UV-VIS, un equipo de investigación de la Universidad de Kanazawa ha determinado un factor importante que puede causar un rendimiento reducido. Similar a la forma en que las células de la piel a base de carbonoLos investigadores descubrieron que las frágiles moléculas orgánicas en la capa semiconductora pueden dañarse por la exposición a la luz ultravioleta del sol después de un día en la playa.
"Descubrimos que el daño causado por la luz ultravioleta aumentó la resistencia eléctrica de la capa semiconductora orgánica", dice el primer autor Makoto Karakawa. Esto condujo a una reducción del flujo de corriente y, por lo tanto, a una disminución general de la eficiencia. Utilizando un método conocido como desorción láser asistida por matriz/ tiempo de vuelo de ionización, los investigadores determinaron los posibles productos de degradación del daño solar. Cuando algunos átomos de azufre en los materiales son reemplazados por átomos de oxígeno de la atmósfera, las moléculas ya no funcionan según lo previsto.
"Si bien los nuevos materiales semiconductores orgánicos nos han permitido aumentar drásticamente la eficiencia general, descubrimos que tienden a ser más frágiles ante el daño de los rayos UV", explica el autor principal Kohshin Takahashi. Según este entendimiento, puede ser posible diseñar diseños más robustosdispositivos que aún mantienen su alta tasa de conversión de energía, que es un paso importante para hacer de la energía solar una porción aún mayor de la generación de energía renovable.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de Kanazawa . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
Referencia del diario :
Cita esta página :