La Universidad Politécnica de Hong Kong (PolyU) ha logrado una eficiencia de conversión de energía (PCE) revolucionaria del 19,31% con células solares orgánicas (OSC), también conocidas como células solares poliméricas. Este logro permitirá ayudar a mejorar las aplicaciones de estos dispositivos avanzados de energía solar.
La PCE, una medida de la energía generada a partir de una irradiación solar determinada, se considera un punto de referencia importante para el rendimiento de la energía fotovoltaica (PV), o paneles solares, en la generación de energía.
Los investigadores inventaron una nueva técnica de regulación de la morfología de OSC mediante el uso de 1, 3 y 5-triclorobenceno como un regulador de cristalización. Esta nueva técnica aumenta la eficiencia y la estabilidad de OSC.
Estrategia de manipulación de estado intermedio
Tras dos años de trabajo, el equipo desarrolló una estrategia de manipulación de estado intermedio (ISM) no monótona para manipular la morfología de OSC de heterounión masiva (BHJ) y optimizar simultáneamente la dinámica de cristalización y la pérdida de energía de OSC sin fullereno. A diferencia de la estrategia de usar aditivos de solventes tradicionales, que se basa en una agregación molecular excesiva en las películas, la estrategia ISM promueve la formación de un apilamiento molecular más ordenado y una agregación molecular favorable.
Como resultado, la PCE aumentó considerablemente y se redujo la pérdida por recombinación no radiativa indeseable. En particular, la recombinación no radiativa reduce la eficiencia de generación de luz y aumenta la pérdida de calor.
La conversión de la energía solar en electricidad es una tecnología fundamental para conseguir un medio ambiente sostenible. Aunque los OSC son dispositivos prometedores que aprovechan la energía solar de manera rentable, su eficiencia debe mejorarse si se van a utilizar ampliamente en aplicaciones prácticas.
La nueva puerta se abrirá cuando los OSC de unión simple de bajo costo puedan lograr un PCE de más del 20%, junto con un rendimiento más estable y otras ventajas únicas como flexibilidad, transparencia, capacidad de estiramiento, bajo peso y color ajustable.