
O principal obstáculo é conseguir que a capa activa, capaz de transformar a luz en electricidade, teña un bo rendemento e sexa suficientemente grosa para facilitar a súa produción mediante técnicas de impresión de tintas, similares ás dunha imprenta tradicional.
Un equipo internacional coliderado polo investigador Xabier RodrÃguez, do Grupo de PolÃmeros do CITENI da Universidade da Coruña, logrou avances significativos para deseñar células solares orgánicas máis grosas e eficientes. O estudo, titulado “What Makes Thickness-Tolerant Organic Solar Cells?” publicado en Advanced Energy Materials, conta coa colaboración do ICMAB-CSIC, a Universidade de Heidelberg (Alemaña) e o Centro Tecnolóxico EURECAT. A investigación céntrase en identificar que propiedades melloran o rendemento das células solares cando se fabrican con capas activas máis grosas, da orde de centos de nanómetros, unha caracterÃstica clave para a súa produción mediante técnicas de impresión.
Máis de 700 dispositivos e 20 combinacións de materiais
Con intelixencia artificial e simulacións avanzadas, o equipo de investigación analizou un total de 720 células solares con 20 combinacións de materiais diferentes para entender que fai que algúns materiais funcionen mellor que outros cando a capa activa é máis grosa. Asà puideron identificar patróns e facer predicións sobre que combinacións poderÃan ser máis eficientes.
Por que importa o grosor da capa activa?
Nunha célula solar orgánica, a capa activa é a parte que absorbe luz e a converte en cargas libres móbiles, é dicir, electricidade. En teorÃa, facer esta capa máis grosa deberÃa permitir capturar máis luz e xerar máis electricidade, pero na práctica non sempre é asÃ. Algúns materiais perden eficiencia a medida que aumenta o grosor, mentres que outros seguen funcionando ben.
O estudo identificou dous grandes grupos de materiais orgánicos fotoactivos:
- Materiais sensibles ao grosor, que perden eficiencia cando a capa é demasiado grosa debido a que os electróns non conseguen ser extraÃdos eficientemente.
- Materiais resistentes ao grosor, que seguen funcionando ben mesmo con maiores espesores, superiores aos 200 nanómetros.
Simulacións avanzadas para entender o comportamento das células solares
Para comprender como se comportan a nivel electrónico as células solares, o equipo recorreu a simulacións avanzadas de Monte Carlo Cinético (do inglés, KMC). Estes modelos permitiron avaliar a eficiencia das células solares con capas grosas en función da nanoestructura dos materiais que absorben a luz. Ademais, utilizaron ferramentas de intelixencia artificial e aprendizaxe automática baseada en árbores de decisión para analizar os datos e detectar patróns nos seus experimentos, recompilados ao longo de varios anos de traballo.
Os modelos preditivos mostraron que a clave para mellorar o rendemento das células solares é usar materiais que absorban a luz de maneira complementaria e en proporcións equilibradas. É dicir, os dous materiais semicondutores que compoñen a capa activa deben estar mesturados de maneira proporcional, de forma que un absorba a luz nun rango onde o outro non pode. Isto permite aproveitar mellor a luz e aumentar a eficiencia de conversión en electricidade, mesmo cando as capas son máis grosas.
O camiño cara a unha enerxÃa solar máis sostible e eficiente
Este avance é significativo porque permitirÃa a produción en serie de células solares con capas máis grosas mediante técnicas de impresión, un método económico, escalable e sostible que poderÃa acelerar a adopción da enerxÃa solar orgánica de maneira masiva.
O equipo de investigación confÃa en que este achado axude a mellorar a estabilidade e o rendemento das células solares orgánicas para as acercar un paso máis ao seu uso comercial, tanto en ambientes interiores (dispositivos IoT para Internet das Cousas) como exteriores e tamén en aplicacións concretas, como invernadoiros.
A Xunta de Galicia abre a finais do mes de febreiro no Museo Centro Gaiás As estacións do ano na arte galega dos séculos XX e XXI, unha exposición concibida como experiencia sensorial e inmersiva ao redor das representacións estéticas da primavera, o verán, o outono e o inverno galegos. Xogando coa colocación das obras no espazo, asà como coa temperatura, as cores, os sons e as texturas, As estacións do ano constrúe un itinerario singular pola historia da arte que vai desde o Movemento Rexionalista de comezos do pasado século ata as xeracións máis novas que están a gañar recoñecemento a nivel estatal e internacional.
A conselleira do Mar, Marta Villaverde, reiterou hoxe a necesidade de que o Executivo estatal rebaixe o IVE dos produtos pesqueiros, unha demanda persistente do conxunto da cadea mar-industria galega que, segundo subliñou, permitirÃa favorecer hábitos de alimentación saudable e reforzar un sector estratéxico para Galicia. A responsable autonómica insistiu nesta petición durante a inauguración da xornada A fiscalidade dos alimentos: retos e realidade no sector primario, organizada pola Unión de Consumidores de Galicia (UCGAL) en colaboración co Consello Económico e Social. Tamén incidiu en que o peixe, o marisco e as conservas constitúen alimentos de alto valor nutricional e recordou que Galicia leva anos defendendo que deben ser considerados produtos básicos tamén desde o punto de vista fiscal.