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La corriente lenta limita la eficiencia solar orgánica
Los científicos de la Universidad Tecnológica de Chemnitz están desarrollando células solares orgánicas imprimibles rentables e imprimibles, pero el movimiento de electrones lento causa resistencia al transporte, reduciendo la potencia de salida y su última investigación descubre sus causas raíz y sus posibles soluciones para un mejor rendimiento.
Los investigadores de la Universidad Tecnológica de Chemnitz, dirigidos por el Prof. Dr. Carsten Deibel, están avanzando en el desarrollo de células solares orgánicas utilizando nuevos semiconductores y procesos de impresión establecidos.Estas células solares livianas y rentables ofrecen una alternativa prometedora a los módulos de silicio cristalino tradicionales.Su eficiencia se ve obstaculizada por el transporte de carga lenta, lo que limita la potencia de salida general.
A diferencia de los paneles solares convencionales, las células solares orgánicas se fabrican utilizando una "tinta" imprimible, creando una capa de absorción de luz desordenada.Este trastorno ralentiza significativamente el movimiento de electrones y agujeros, aumentando la resistencia al transporte, un factor importante que reduce la eficiencia.La resistencia al transporte lleva a que los transportistas de carga se interpongan en su propio camino, bajando el factor de relleno y la potencia general.
Para profundizar su comprensión de este problema, Deibel y Saladina realizaron extensos estudios sobre diferentes diseños de células solares orgánicas.Al analizar las características de voltaje de corriente bajo iluminación, evaluaron cómo la generación de carga, la recombinación y el transporte interactúan para impactar la eficiencia de conversión de potencia.Sus resultados se compararon con el método SUNS-VOC, que construye una curva alternativa de voltaje de corriente que no se ve afectada por la resistencia al transporte.
Los hallazgos indican que a pesar de que la resistencia al transporte es un factor limitante significativo, no hay barreras fundamentales para lograr células solares orgánicas impresas de alta eficiencia.El transporte de carga ha mejorado a lo largo de los años, pero el vínculo exacto entre las pérdidas de factores de relleno y la resistencia al transporte no se mantuvo claro.Un seguimiento, investigadores de varias universidades alemanas, explora más a fondo los orígenes físicos de la resistencia al transporte.Destacan que más allá de la recombinación, la forma de la densidad de los estados en los materiales orgánicos también juega un papel crucial.