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El «mejor rendimiento de conversión del mundo en una habitación oscura» es como lo describieron los desarrolladores de un nuevo dispositivo fotovoltaico orgánico. Dichas células podrían usarse como una fuente inalámbrica de energía para aplicaciones de internet de cosas o en dispositivos como sensores de temperatura, humedad y movimiento.
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Hace ocho meses, un instituto de investigación francés financiado por el estado y la empresa japonesa de textiles Toyobo anunciaron que unirían fuerzas para desarrollar células solares orgánicas superiores para aplicaciones en interiores.
Para lograr ese resultado, Yoshikawa y su equipo han desarrollado una estructura basada en la heterojunción -una estructura formada por dos capas- de silicio monocristalino con una capa superior de silicio amorfo, un diseño que aumenta simultáneamente la captación de luz solar y su conversión en energía eléctrica. Las propiedades esenciales del dispositivo tales como vida útil, resistencia en serie y propiedades ópticas deben ser mejoradas simultáneamente para reducir el desperdicio de luz. La implementación de esa tecnología puede llevar a una eficiencia energética del 29% en los próximos años, según escriben los autores del estudio.
La división de nuevas tecnologías y nanomateriales energéticos (Liten) de la Comisión Francesa de Energías Alternativas y Energía Atómica y Toyoba han publicado los primeros resultados de seis meses de investigación: pequeñas células solares orgánicas que dicen ofrecen la «mejor eficiencia de conversión en el mundo en una oscura habitación».
“Durante un experimento de verificación con luz de neón de 220 lux, equivalente al brillo de una habitación oscura, se confirmó que el producto probado había logrado una eficiencia de conversión de aproximadamente 25%, o 60% más que la de las células solares de silicio amorfo comúnmente usado para calculadoras de bolsillo «, dijeron Liten y Toyobo. Este último afirmo una eficiencia del 16% bajo el mismo brillo para dispositivos de silicio amorfo.
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Proyecto mascota
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Los investigadores utilizaron un material generador de energía desarrollado por Toyobo que utiliza tecnología de síntesis orgánica que la compañía creó durante años de investigación en química fina. «Este material puede disolverse fácilmente, incluso en disolventes libres de halógenos, lo que permite su aplicación uniforme sobre un sustrato y producir energía estable con pocas diferencias individuales», dijo la compañía japonesa. El grupo de investigación optimizó los solventes y la técnica de recubrir las células orgánicas sobre un sustrato de vidrio.
Liten y Toyobo también han desarrollado prototipos de módulos solares orgánicos en un sustrato de película de tereftalato de polietileno (PET) sobre un área efectiva de 18 cm2, a pesar de la mayor dificultad de aplicación en película de PET. Según sus desarrolladores, este módulo puede producir alrededor de 130 microvatios (µW) con una iluminación de 220 lux.
Toyobo afirmó que sus nuevos materiales se ofrecerían a los fabricantes de células solares con el objetivo de alcanzar la producción comercial dentro de tres años, principalmente como una fuente de energía inalámbrica para sensores de temperatura, humedad y movimiento.
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