Aplican una nueva metodología para estudiar la degradación de la vida útil de las células solares

Investigadores del grupo de investigación Sistemas Nanoelectrónicos y Fotónicos (NePhoS) del Departamento de Ingeniería Eléctrica, Electrónica y Automática de la URV y del grupo del investigador Emilio Palomares del Institut Català d'Investigació Química han creado una nueva metodología para estudiar la degradación de la vida útil de las células solares orgánicas. Una célula solar es un dispositivo que convierte la irradiación solar en electricidad.

El equipo ha utilizado materiales semiconductores orgánicos como el polímero plástico o moléculas pequeñas como capa activa para convertir la irradiación solar en electricidad, dispositivoque han bautizado como célula solar orgánica.

Este dispositivo tiene otras propiedades potenciales que lo hacen muy atractivo, como la semitransparencia, la flexibilidad, la ligereza, el bajo coste y el respeto al medio ambiente o la escalabilidad para la fabricación.

El objetivo principal de los investigadores es hacer que este dispositivo sea más duradero y aumente la vida útil, de manera que se pueda fabricar en una producción a gran escala. Con esta finalidad, el equipo de investigación ha hecho un estudio de estabilidad de células solares orgánicas de acuerdo con el protocolo de estabilidad ISOS para entender el mecanismo de degradación. El objetivo final es encontrar estrategias para alargar la vida útil de esta tecnología, especialmente en el almacenaje.

Los investigadores han combinado por primera vez dos potentes técnicas de espectroscopia de impedancia y medida de fotovoltatge-fotocorrent transitoria para estudiar la degradación de la vida útil. Además, han aplicado el protocolo ISOS-D1 en las células solares orgánicas bajo diferentes entornos para cuantificar el tiempo de vida, la estabilidad e identificar los mecanismos de degradación predominantes. También han aplicado una estrategia invertida y han comparado tres capas de transporte de electrones diferentes para saber cuál es la mejor estrategia para incrementar la vida útil de las células solares orgánicas. Los hallazgos más importantes de la investigación sugieren que la principal causa de degradación de las células solares orgánicas son la generación de trampas de oscuridad en la interfaz y la exposición al aire.

Este estudio, recientemente publicado en la revista Sustainable Energy Fueles, ha recibido financiación del programa Horizonte 2020 de la Unión Europea en el marco de las acciones Marie Skłodowska-Curie y de la URV. Además, ha recibido el apoyo del Ministeri de Ciència, Innovació i Universitats, a través de Agència de Gestió d'Ajuts Universitaris y d'Investigació de Catalunya, la Diputació de Tarragona y la Institució Catalana d'Investigació i Estudis Avançats.