Energía fotovoltaica orgánica

Páneles eficientes procesados a partir de solventes verdes

Una pequeña molécula invitada en el lugar correcto hace posible producir celdas solares orgánicas energéticamente eficientes utilizando solventes ecológicos. Se demuestra una eficiencia récord superior al 17%. Además, se pueden producir celdas solares con áreas más grandes. “Este es un gran paso hacia la fabricación industrial a gran escala de celdas solares orgánicas eficientes y estables”, dice Feng Gao, profesor del Departamento de Física, Química y Biología (IFM) de la Universidad de Linköping. El resultado ha sido publicado en Nature Energy. Los avances en las celdas solares orgánicas son rápidos, y la eficiencia energética máxima alcanzada por las celdas solares producidas en el laboratorio supera actualmente el 18 %. La eficiencia energética mide qué fracción de la energía de la luz solar se convierte en energía útil en las celdas. Se considera que el límite de eficiencia es de alrededor del 24% para celdas solares orgánicas.

El desafío es fabricar celdas solares orgánicas que sean lo suficientemente estables para funcionar durante diez años o más. Otro desafío es que la energía más alta se logra en celdas solares fabricadas en soluciones que contienen solventes tóxicos, con un punto de ebullición relativamente bajo. El bajo punto de ebullición provoca problemas durante la fabricación, ya que la solución se evapora demasiado rápido. El uso de disolventes más ecológicos con puntos de ebullición más altos conduce inmediatamente a una disminución de la eficiencia energética. Este es un dilema a resolver por parte de los investigadores de todo el mundo. Estos problemas ahora se han resuelto en un proyecto conjunto dirigido por investigadores de la Universidad de Linköping en Suecia y la Universidad de Soochow en China. Han conseguido fabricar una celda solar, utilizando una solución con un alto punto de ebullición y sin ingredientes tóxicos, cuya eficiencia energética es superior al 17%. Además, el módulo solar procesado con solvente verde con un área de 36 cm2 muestra una eficiencia de conversión de energía superior al 14%. Esta es la eficiencia más alta reportada hasta la fecha para módulos de celdas solares orgánicas con un área activa superior a 20 cm2. Ambos avances son importantes para que la tecnología de celdas solares orgánicas logre su desarrollo comercial a gran escala. “Nuestros resultados ahora se abren para la fabricación de celdas solares orgánicas a mayor escala para uso en exteriores”, dice el postdoctorado Rui Zhang, que trabaja

con el profesor Feng Gao en la División de Materiales Electrónicos y Fotónicos de la Universidad de Linköping. La función de las celdas solares orgánicas ha mejorado paso a paso. Cuando la luz solar en forma de fotones se absorbe en un donante semiconductor orgánico, se forma un “estado excitado”. Los electrones saltan a un nivel de energía más alto y crean huecos en el nivel de energía más bajo, por los que, sin embargo, siguen siendo atraídos. Los electrones no se liberan por completo y no surge una fotocorriente. Los investigadores realizaron experimentos en los que agregaron varios materiales que aceptan electrones y así les permiten liberarse, dando lugar a una fotocorriente. Hace un par de años, investigadores chinos desarrollaron un nuevo material aceptor, llamado Y6, que puede ofrecer una alta eficiencia para las celdas solares orgánicas. Lo que ahora ha logrado el trabajo descrito en esta publicación conjunta es encontrar una molécula invitada, conocida como BTO, que asegura que las moléculas Y6 en la celda solar estén empaquetadas de manera tan estrecha y estable en los solventes verdes que se pueda generar la fotocorriente eficientemente. Agregar BTO también permite fabricar áreas más grandes de las celdas solares con alta eficiencia. “Nuestra estrategia conduce a reglas de diseño claras para optimizar la interacción entre los donantes y aceptores orgánicos en mezclas de múltiples componentes, cumpliendo con los requisitos críticos para el desarrollo futuro de la tecnología fotovoltaica orgánica”, dice el profesor Yaowen Li, de la Universidad de Soochow.

El desafío es fabricar celdas solares orgánicas “ que sean lo suficientemente estables para funcionar durante diez años o más”

Efficient organic solar cells processed from green solvents Westman Svenselius, Monica. Con materiales de Linköping University.

Notas de interés

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La secretaría de Hacienda aseguró que la operación de refinanciamiento de la deuda de corto plazo fue considerada un éxito por las calificadoras y analistas.

Regulación

Diario Oficial de la Federación

07/Diciembre/2021 SECRETARIA DE HACIENDA Y CREDITO PUBLICO

Acuerdo por el que se dan a conocer los porcentajes y los montos del estímulo fiscal, así como las cuotas disminuidas del impuesto especial sobre producción y servicios aplicables a los combustibles que se indican, correspondientes al periodo que se especifica.

Acuerdo por el cual se dan a conocer los montos de los estímulos fiscales aplicables a la enajenación de gasolinas en la región fronteriza con los Estados Unidos de América, correspondientes al periodo que se especifica.

Acuerdo por el cual se dan a conocer los montos de los estímulos fiscales aplicables a la enajenación de gasolinas en la región fronteriza con Guatemala, correspondientes al periodo que se especifica.

07/Diciembre/2021 CENTRO NACIONAL DE CONTROL DEL GAS NATURAL

Calendario mensual de presupuesto autorizado 2022.

Referencias

¿Descarbonizar el transporte? II

Nelson, Tim. The end of coal is coming 3 times faster than expected. Governments must accept it and urgently support a ‘just transition’ December 2021 https://theconversation.com/the-end-ofcoal-is-coming-3-times-faster-than-expected-governments-must-accept-it-and-urgently-support-a-just-transition-173591

Historia del carbón http://bibliotecadigital.ilce.edu.mx/sites/ciencia/volumen3/ciencia3/119/htm/sec_11.htm

Mejorar la producción de energía solar

Arnhold, Tilo. “Air quality models can improve the accuracy of forecasts of daily solar power production in the future.” Leibniz Institute for Tropospheric Research (TROPOS). ScienceDaily. ScienceDaily, 2 December 2021. <www.sciencedaily.com/releases/2021/12/211202141538.htm>.