Los resultados proporcionan datos relevantes para el diseño y la fabricación de nuevos dispositivos con técnicas de bajo coste.
Las células solares basadas en materiales orgánicos presentan muchas ventajas frente a las convencionales de silicio. Son más ligeras, semitrasparentes y tienen espesores reducidos. Además, se pueden fabricar en sustratos flexibles, como el Polyethylene terephthalate (PET), plástico muy utilizado en envases de botellas, y con tecnologías de bajo coste. Sin embargo, estas células se degradan con más facilidad que las células tradicionales.
En este estudio ha participado Belén Arredondo, investigadora del Grupo de Dispositivos Electrónicos y Fotónicos Orgánicos de la Universidad Rey Juan Carlos (URJC), junto con investigadores del National Physical Laboratory de Inglaterra y la Technical University de Dinamarca. En este trabajo se ha analizado la degradación en diferentes atmósferas de células solares orgánicas flexibles fabricadas mediante la técnica de bajo coste roll-coating. Para ello estos dispositivos han sido caracterizados mediante la técnica de espectroscopía de impedancias con el objetivo de determinar los diferentes mecanismos que los degradan: solo agua, solo oxígeno y agua más oxígeno.
Los resultados de esta investigación han sido publicados recientemente en la revista científica Solar Energy Materials and Solar Cells. Este artículo concluye que el oxígeno y el agua degradan de manera diferente las células. "Por un lado, la absorción y difusión de oxígeno en la célula introduce defectos que disminuyen dramáticamente la corriente fotogenerada por la célula. Además, la interacción con el oxígeno aumenta la resistencia eléctrica de algunas capas de la célula", afirma Belén Arredondo. Por otro lado, los investigadores han observado que en la estructura de las células expuestas a agua aparecen barreras energéticas que empeoran la respuesta de la corriente y la tensión en el punto de máxima potencia. En consecuencia, la eficiencia de la célula disminuye.
¿CÓMO PODEMOS APLICAR LOS RESULTADOS DE LA INVESTIGACIÓN?
Determinar los mecanismos de degradación es fundamental para diseñar un proceso de fabricación de las células solares que tenga en cuenta dichos factores y los reduzca al mínimo. "Este estudio tiene especial relevancia ya que se han usado células flexibles que podrían adaptarse en superficies con formas diferentes y fabricadas con técnicas de bajo coste", añade la investigadora de la URJC. Este tipo de células tiene potenciales aplicaciones en dispositivos portables, pequeños y de bajo consumo como, por ejemplo, calculadoras, fundas de portátiles o móviles.
Referencia bibliográfica:
B. Arredondo, B. Romero, M.J. Beliatis, G. del Pozo, D. Martín-Martín, J.C. Blakesley, G. Dibb, F.C. Krebs, S.A. Gevorgyan, F.A. Castro. 2018. Analysing impact of oxygen and water exposure on roll-coated organic solar cell performance using impedance spectroscopy, Solar Energy Materials and Solar Cells, Volume 176, Pages 397-404, ISSN 0927-0248. DOI: 10.1016/j.solmat.2017.10.028
