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Prototipo de la célula de plástico. Foto: Wake Forest University.

Han conseguido una nueva marca mundial en rendimiento de células fotovoltaica de polímeros. Este rendimiendo de un poco más del 6% sitúa a esta tecnología más cerca del umbral comercial.
Desde hace tiempo se viene investigando en diversas vías para la obtención de energía solar fotovoltaica. Una de estas tecnologías utiliza polímeros (plásticos). Entre sus ventajas estaría un precio muy inferior a la tecnología basada en semiconductores. Además las células confeccionadas con este tipo de materiales son flexibles y sería incluso posible pulverizar estos plásticos sobre cualquier superficie. Por desgracia el rendimiento de estas células ha sido muy bajo hasta el momento.
Ahora investigadores de Wake Forest University y del Instituto de Ciencia de Seúl (Corea) han obtenido una nueva célula fotovoltaica con un rendimiento del 6% y lo publican en Applied Physics Letters.
En este caso han conseguido crear nanofilamentos que conducen las cargas producidas por la luz. Esto permite usar capas de absorción más gruesas (unos 120 nm) en el dispositivo y capturar más luz del sol. El polímero utilizado se conoce como P3HT.
Las células fotovoltaicas de polímeros suelen contener fullerenos que le ayudan a generar las cargas. Pero el factor limitante viene dado por los «atascos» de las cargas en movimiento dentro del polímero. Al incidir la luz se consiguen electrones libres que dejan detrás un hueco de carga que actúa como una barrera para otros electrones. Las cargas no se mueven lo suficientemente rápido en estos materiales como para rellenar el hueco dejado y el proceso se bloquea.
Estos investigadores han descubierto que si se calienta la célula cuidadosamente a 150 grados centígrados parece que el problema se resuelve porque se introduce un patrón nanoestructurado en el plástico que aumenta la conductividad. Se crean «autopistas» de aspecto arbóreo por las cuales las cargas circulan fácilmente y así se desbloquea el proceso antes mencionado.
Lo paneles tradicionales comerciales económicos confeccionados con silicio tienen un rendimiento del 12% aproximadamente, pero son pesados y costosos. La marca mundial en tecnología semiconductora multicapa es del 40%, pero es muy cara y sólo es viable con concentradores.
Las células de polímero que había hasta hace poco sólo tenían un rendimiento de un 3%, que está muy por debajo de su rentabilidad.
Con un rendimiento del 6% este grupo ha doblado la rentabilidad de esta tecnología en poco tiempo y esperan aumentarla aún más en los próximos dos años. Si lo consiguen se podría usar este tipo de células en paneles solares comerciales.
Para que se considere comercial una célula solar debe de llegar como mínimo a un 8% de rendimiento y estos investigadores esperan llegar al 10% el año que viene.
Como estas células son de plástico sería muy fácil trabajar con ellas. Se podrían cubrir los tejados y paredes de las casas de manera sencilla, e incluso se podrían utilizar en automóviles, acoplándose a las superficies curvas, sin aumentar en exceso su peso.

Fuente: Wake Forest University.