Un equipo internacional de investigación dirigido por la universidad alemana Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg ha construido un panel fotovoltaico orgánico (OPV, por sus siglas en inglés) de gran superficie con una eficiencia récord mundial del 14,5%.
El resultado ha sido certificado por el Instituto Fraunhofer de Sistemas de Energía Solar (Fraunhofer ISE). Para el mismo tipo de módulo, la Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg logró una eficiencia del 14,46% en diciembre de 2023. Este resultado supera el récord anterior del 13,1 % registrado por un módulo encapsulado de 57 células fabricado por Ways Technical Corporation (Waystech) y Nanobit, especialistas en OPV con sede en Taiwán.
El módulo consta de 216 células solares individuales de 4 mm². Los dispositivos se construyeron con un sustrato basado en vidrio y óxido de indio y estaño (ITO), una capa de transporte de electrones (ETL) basada en óxido de zinc (ZnO), un absorbedor de un material orgánico conocido como PM6:Y6-C12:PC61BM, una capa de transporte de huecos (HTL) basada en el polímero PEDOT-F y un contacto metálico de plata (Ag).
El grupo utilizó los láseres P1, P2 y P3 para construir las interconexiones monolíticas que añaden voltajes entre las células de los módulos. Construyeron un módulo con un tamaño de 143 mm × 143 mm y un área activa de 204,11 cm².
Los científicos afirmaron que, en el proceso de escalado de célula a módulo, se produjeron menos pérdidas resistivas gracias a una técnica de revestimiento acelerado de láminas que, según se informa, permitió obtener revestimientos homogéneos con una desviación de grosor inferior al 5%. El ETL, el absorbedor y el HTL se recubrieron con disolventes no halogenados en aire ambiente.
Probado en condiciones de iluminación estándar, el módulo alcanzó una eficiencia máxima de conversión de potencia del 15,1% y un factor de llenado del 76,0%, que, según los científicos, es el mismo que el de las células solares individuales utilizadas en el panel.
Estos resultados deberían aparecer pronto en la tabla de eficiencia de módulos fotovoltaicos del campeón del Laboratorio Nacional de Energías Renovables (NREL) del Departamento de Energía de Estados Unidos. “Este trabajo presenta una investigación puntera de ampliación de OPV cuyo objetivo es cerrar la brecha de eficiencia entre células y módulos de alto rendimiento”, afirman los investigadores.
El nuevo módulo OPV se presentó en el artículo “Large-area organic photovoltaic modules with 14.5% certified world record efficiency” (Módulos fotovoltaicos orgánicos de gran superficie con una eficiencia récord mundial certificada del 14,5%), publicado en Joule. El equipo de investigación estaba formado por académicos del Instituto de Tecnología de Núremberg (Alemania), Brilliant Matters, proveedor canadiense de materiales OPV, y la Universidad Huazhong de Ciencia y Tecnología (China).
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