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Células solares orgánicas transparentes para lograr que los edificios sean más ecológicos

Un grupo de investigadores financiado con fondos de la Unión Europea desarrolló unas células fotovoltaicas orgánicas (organic photovoltaic, OPV) de gran eficiencia, que son flexibles, delgadas y casi transparentes. Gracias a la combinación de estas características, las células solares orgánicas son las candidatas ideales para fabricar sistemas fotovoltaicos integrados en los edificios.

© Kristijan Zontar, Shutterstock

La tecnología OPV ofrece la posibilidad de producir células incoloras semitransparentes que, al mirar a través del dispositivo, proporcionan una imagen clara y sin distorsiones. Se puede integrar perfectamente en las fachadas de los edificios, lo que representa una gran oportunidad para introducir unidades de generación eléctrica en las zonas urbanas.

Actualmente, la mayoría de las instalaciones fotovoltaicas en edificios están formadas por módulos con células opacas que se instalan en el tejado, en superficies opacas de la fachada o se integran en fachadas de vidrio, produciendo sombras que impiden una visibilidad uniforme. El uso de células fotovoltaicas transparentes aumentará significativamente la superficie de generación eléctrica en cerramientos de edificios, a la vez que proporcionará una visibilidad clara y sin distorsiones.

En el marco del proyecto financiado con fondos de la Unión Europea SOLPROCEL (Solution processed high performance transparent organic photovoltaic cells), socios de cuatro países combinaron su experiencia para desarrollar con éxito tres células OPV integradas en edificios, con gran eficiencia, transparencia y estabilidad, utilizando solo procesos para el procesamiento de soluciones.

El proyecto se centró en el desarrollo de nuevos nanomateriales y materiales orgánicos necesarios para obtener células solares semitransparentes de alto rendimiento mediante formulaciones que fueran procesables en solución. Estos materiales sirvieron para obtener dispositivos estables que lograron aumentar la eficiencia de las células OPV semitransparentes de 5,6 % a 7 %.

Los socios del proyecto sintetizaron nuevos polímeros reticulables aceptadores de donantes para mejorar la recolección de luz en la región del infrarrojo y garantizar la estabilidad térmica de las células a largo plazo.

Otra parte del proyecto estuvo orientada al desarrollo de materiales para otras partes de la célula solar que no están relacionadas con sus partes activas. Con formulaciones procesables en solución, los investigadores sintetizaron materiales para electrodos basados en nanocables de plata, capas de transporte de portadores semiconductoras basadas en nuevas tintas con nanopartículas de óxidos metálicos y capas intermedias basadas en materiales orgánicos e inorgánicos.

El equipo también se centró en identificar los principales mecanismos de fallo de estas células solares orgánicas semitransparentes y en crear configuraciones de células para lograr dispositivos más estables. Los investigadores demostraron que un filtrado correcto junto con un nuevo procedimiento que estabiliza la nanomorfología de la mezcla pueden eliminar los efectos perjudiciales de la luz ultravioleta. Se determinó que la vida útil prevista para dispositivos opacos orientados horizontalmente hacia el cielo superaba los siete años. Para células orientadas verticalmente, tales como las integradas en fachadas y ventanas de edificios, la vida útil puede superar los diez años.

SOLPROCEL dio un paso importante hacia la mejora de los elementos fotovoltaicos semitransparentes, permitiendo así que los edificios generen electricidad por medio de módulos solares semitransparentes. DE EN FR IT PL Información relacionada

» Reference: Project ID: 604506 Financiado con arreglo a: FP7-NMP País: España

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This project has received funding from the European Union Seventh Framework Programme (FP7/2007-2013) under grant agreement n° [310187].