Encuentran una forma barata y simple de incrementar la eficiencia de las células solares

Investigadores de la NCSU han descubierto una manera fácil de modificar la estructura molecular de un polímero usado habitualmente en las células solares. Su modificación puede incrementar la eficiencia de las células solares en más de un 30%.

Las células solares basadas en polímeros tienen dos dominios, consistentes en un material aceptor de electrones y uno donador de electrones. Los excitones son partículas de energía creadas por las células solares cuando la luz es absorbida. Con el fin de aprovecharla de manera efectiva como fuente de energía, los excitones deben ser capaces de viajar rápidamente al interfaz de los dominios del donador y aceptor y retener tanta energía de la luz como sea posible.

Una manera de incrementar la eficiencia de la célula solar es ajustar la diferencia entre los niveles del órbita molecular ocupada más alta (HOMO) del aceptor y la órbita molecular no ocupada más baja(LUMO) del polímero de manera que el excitón pueda ser recolectado con la mínima pérdida. Una de las formas más comunes de conseguir esto es añadiendo un átomo de flúor a la columna vertebral del polímero, un proceso de varios pasos y difícil que puede incrementar el rendimiento de la célula solar, pero tiene costes de fabricación considerables.

Un equipo de químicos creó un polímero conocido como PBT-OP a partir de dos monómeros comercialmente disponibles y otro fácilmente sintetizable, mientras otro equipo realizó una análisis de rayos X de la estructura del polímero y la morfología aceptor:donador.

El PBT-OP no solo fue más fácil de hacer que otros polímeros usados habitualmente, pero una simple manipulación de su estructura química dándole un nivel HOMO menor del observado en otros polímeros con la misma estructura molecular principal. El PBT-OP mostró un valor de voltaje de circuito abierto(el voltaje disponible en una célula solar)de 0.78 voltios, un 36% superior respecto a la media de ~ 0.6 voltios de polímeros similares.

Via NCSU