Célula solar híbrida
Una célula OPV es un tipo de célula solar cuya capa absorbente se basa en semiconductores orgánicos (OSC), normalmente polímeros o pequeñas moléculas. Para que los materiales orgánicos se conviertan en conductores o semiconductores, se requiere un alto nivel de conjugación (alternancia de enlaces simples y dobles). La conjugación de la molécula orgánica hace que los electrones asociados a los dobles enlaces se deslocalicen a lo largo de toda la conjugación. Estos electrones tienen energías más altas que otros electrones de la molécula, y son equivalentes a los electrones de valencia de los materiales semiconductores inorgánicos.
Sin embargo, en los materiales orgánicos, estos electrones no ocupan una banda de valencia, sino que forman parte de lo que se denomina “orbital molecular de mayor ocupación” (HOMO). Al igual que en los semiconductores inorgánicos, existen niveles energéticos desocupados a energías más altas. En los materiales orgánicos, el primero se denomina orbital molecular más bajo desocupado (LUMO). Entre el orbital molecular más ocupado (HOMO) y el orbital molecular más bajo desocupado (LUMO) del OSC hay una brecha energética, a menudo denominada brecha de banda del material. Al aumentar la conjugación, la brecha de banda será lo suficientemente pequeña como para que la luz visible excite un electrón desde el HOMO al LUMO.
Plástico para paneles solares
Los PSC son un nuevo tipo de panel solar y están considerados como una de las diez principales tecnologías emergentes por el Foro Económico Mundial. Esto se debe a que presentan un aumento sin precedentes en su tasa de eficiencia de conversión de energía y tienen un coste por vatio relativamente bajo.
Los paneles solares son ya habituales en casas y edificios de todo el Reino Unido, pero su uso generalizado sigue viéndose obstaculizado por los elevados costes de producción. Estos paneles fotovoltaicos tradicionales incorporan silicio para recoger la luz que se convierte en energía, pero su producción es un material caro y de alto consumo energético. La investigación reciente se ha centrado en los paneles fotovoltaicos que utilizan un compuesto más barato, la perovskita, como capa de captación de luz en lugar del silicio.
La eficiencia de conversión de energía de la PSC se acerca ahora a la paridad con la tecnología solar fotovoltaica establecida, que tardó décadas en alcanzarse. Así que, con el potencial de lograr eficiencias aún mayores en un tiempo mucho más corto y sus costes de producción relativamente bajos, los PSC son ahora más atractivos comercialmente.
Polímero conductor utilizado en células solares orgánicas
Fig. 1. Esquema de las células solares de plástico. PET: tereftalato de polietileno, ITO: óxido de indio y estaño, PEDOT:PSS: poli(3,4-etilendioxitiofeno), capa activa (normalmente una mezcla de polímero y fullereno), Al: aluminio.
Una célula solar orgánica (OSC[1]) o célula solar de plástico es un tipo de fotovoltaica que utiliza la electrónica orgánica, una rama de la electrónica que se ocupa de los polímeros orgánicos conductores o de las pequeñas moléculas orgánicas,[2] para la absorción de la luz y el transporte de la carga para producir electricidad a partir de la luz solar por el efecto fotovoltaico. La mayoría de las células fotovoltaicas orgánicas son células solares de polímero.
Las moléculas utilizadas en las células solares orgánicas se pueden procesar en solución con un alto rendimiento y son baratas, por lo que los costes de producción para fabricar un gran volumen son bajos[3]. En combinación con la flexibilidad de las moléculas orgánicas, las células solares orgánicas son potencialmente rentables para las aplicaciones fotovoltaicas[4] La ingeniería molecular (por ejemplo, cambiando la longitud y el grupo funcional de los polímeros) puede cambiar la brecha de banda, permitiendo la sintonización electrónica. El coeficiente de absorción óptica de las moléculas orgánicas es alto, por lo que se puede absorber una gran cantidad de luz con una pequeña cantidad de materiales, normalmente del orden de cientos de nanómetros. Las principales desventajas asociadas a las células fotovoltaicas orgánicas son la baja eficiencia, la baja estabilidad y la baja resistencia en comparación con las células fotovoltaicas inorgánicas, como las células solares de silicio.
Células solares de polímero pdf
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A medida que la energía solar se hace cada vez más popular para uso residencial, es probable que algunos vecinos hayan instalado paneles solares e incluso puede que estén pensando en adquirir un sistema para su propia casa. Pero antes de adoptar esta tecnología, es posible que se pregunte: ¿De qué están hechos los paneles solares y cómo se fabrican?
Mucha gente acepta simplemente que los paneles solares funcionan y que eso es todo lo que hay que saber sobre ellos, pero para los curiosos de la ciencia y la tecnología, cada panel solar contiene un mundo de componentes y materiales interesantes.
Cuando uno se encuentra con un panel solar, puede parecer simplemente un bloque completo, pero la verdad es que los paneles solares están hechos de un montón de componentes químicos y materiales, cada uno de ellos crucial para la conversión efectiva y eficiente de la luz solar en electricidad utilizable.