Desarrollan en España una nueva metodología para estudiar la degradación de la vida útil de las celdas solares orgánicas

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Un equipo investigador formado por miembros del grupo de investigación Sistemas Nanoelectrónicos y Fotónicos (NePhoS) del Departament de Enginyeria Eléctrica, Electrónica y Automàtica de la URV y del grupo del investigador Emilio Palomares en el Institut Català d’Investigació Química trabaja desde hace años en el estudio de las celdas solares. En su último trabajo utilizan materiales semiconductores orgánicos como el polímero plástico o moléculas pequeñas como capa activa para convertir la irradiación solar en electricidad.

Si bien la eficiencia de las celdas solares orgánicas ronda ya el 20% –hito importante hacia su comercialización– existe el problema de su rápida degradación.

Un equipo de investigación encabezado por Alfonsina Abat Amelenan, autora principal del trabajo, ha realizado un estudio de estabilidad de celdas solares orgánicas de acuerdo con el protocolo de estabilidad ISOS para entender su mecanismo de degradación. Su objetivo final es encontrar estrategias para alargar la vida útil de esta tecnología, especialmente en el almacenamiento. Los autores le han llamado “vida útil propia”.

Dado que el mecanismo de degradación de la celda solar orgánica es altamente complejo, una caracterización eléctrica sencilla, utilizando principalmente medidas de densidad y tensión de corriente, no es suficiente para proporcionar información sólida para entender el proceso de degradación de la celda.

“Este estudio representa una novedad en su campo, puesto que combina, por primera vez, dos potentes técnicas de espectroscopia de impedancia y medida de fotovoltaje-fotocorriente transitoria para estudiar la degradación de la vida útil”, explican los autores, y que también han aplicado el protocolo ISOS-D1 en las celdas solares orgánicas bajo distintos entornos “para cuantificar el tiempo de vida, estabilidad e identificar los mecanismos de degradación predominantes en el mismo”.

También han realizado una estrategia invertida y han comparado tres capas de transporte de electrones distintos para saber cuál es la mejor estrategia para mejorar la vida útil de las celdas solares orgánicas.

El estudio “Shelf lifetime analysis of organic solar cells combining frequency and time resolved techniques”, recientemente publicado en la revista Sustainable Energy Fuels, sugiere que la principal causa de degradación de las células solares orgánicas son la generación de trampas de oscuridad en la interfaz y la exposición al aire.

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