Impulso a la eficiencia de las células solares orgánicas
una nueva tecnología que permite convertir la energía solar en electricidad a bajo coste. Sin embargo, la reducida tasa de conversión de energía y las limitaciones en cuanto a eficiencia representan importantes escollos para su adopción generalizada. Bajo los auspicios de la UE, IQEOPV (Internal quantum efficiency limitations in organic photovoltaics) estudió los procesos de fotogeneración y recombinación de portadores de carga para optimizar el rendimiento de la FVO. El equipo llevó a cabo estudios pormenorizados para analizar la importancia de la recombinación en la tensión de las células. De acuerdo con el voltaje, se calculó el factor de idealidad del diodo para un conjunto de células solares orgánicas con un amplio rango de concentraciones de portadores de carga y temperaturas. Los investigadores descubrieron que la tensión de circuito abierto de muchos materiales con una banda prohibida de gran anchura se desvía del comportamiento logarítmico esperado cuando se aproxima a una corriente o luz de gran intensidad. Esta desviación de voltaje podría deberse a la recombinación que se produce en la superficie del electrodo. Asimismo, esta pérdida de tensión se asociaba a una transición no radiativa en el electrodo. Los materiales poliméricos y de fulereno empleados en la FVO afectan sensiblemente a la cola de la banda de absorción de energía y a la liberación de energía de recombinación radiativa. Este hecho limita de forma considerable el rendimiento de las células solares, ya que el fotovoltaje se mantiene muy por debajo de su límite superior. El equipo constató que la energía de relajación de los portadores durante los estados de transferencia de carga es la principal responsable de esta pérdida de tensión. Estos científicos desarrollaron un nuevo tipo de célula solar que puede alcanzar un rendimiento fotovoltaico (esto es, una eficiencia radiativa) elevado a partir de materiales orgánicos e inorgánicos. Estas células solares híbridas dan paso a una nueva alternativa de fabricación de paneles fotovoltaicos de gran superficie con una recombinación parásita mucho menor, así como una tensión de circuito abierto y una tasa de conversión muy superiores. Las soluciones fotovoltaicas puramente orgánicas deben superar importantes obstáculos antes de poder contribuir de manera sustancial a la producción de energía renovable. A pesar de que facilitarían y abaratarían la fabricación de células de gran superficie, su estructura blanda reduce su potencial de eficiencia de conversión. Así pues, deben proseguirse las investigaciones para solucionar este problema.
Palabras clave
Células solares, fotovoltaica, mecanismos de pérdida, fotovoltaica orgánica, eficiencia cuántica
