Investigadores del Departamento de Ingeniería Mecánica de la Universidad de Hong Kong (HKU) han descubierto características de la molécula Y6 con posibles aplicaciones en el campo de la energía fotovoltaica orgánica (OPV, por sus siglas en inglés).
La energía fotovoltaica orgánica (OPV), que emplea semiconductores poliméricos rentables, imprimibles y respetuosos con el medio ambiente, tiene potencial para generar energía sostenible y renovable. Sin embargo, debido a la naturaleza blanda de los polímeros, lograr dispositivos OPV con alta eficiencia y estabilidad operativa prolongada resulta un reto.
En este contexto, el equipo de la HKU ha centrado su investigación en un nuevo tipo de molécula aceptora de electrones llamada Y6 que, cuando se polimeriza, muestra potencial para crear dispositivos OPV eficientes y estables. Al investigar la dinámica de carga ultrarrápida utilizando pulsos de láser de femtosegundos, los investigadores descubrieron por primera vez que controlar el grado de agregación de los aceptores Y6 polimerizados (Y6-PA) desempeña un papel crucial en la promoción de la generación de electricidad.
La investigación, titulada ‘El papel de la percolación interfacial donante-aceptor en células solares eficientes y estables totalmente de polímero’, fue publicada en la revista científica Nature Communications.
Soluciones fotovoltaicas integradas
El equipo de investigación también reveló que los Y6-PA muestran una mayor miscibilidad con el polímero donante en comparación con los aceptores moleculares pequeños del mismo tipo. Esta miscibilidad permite la formación de una red de percolación a nanoescala en la interfaz de heterounión, evitando la agregación de Y6-PA.
Esta percolación a nanoescala no solo mejora la eficiencia de generación de carga, sino que también mejora significativamente la estabilidad de la morfología de la mezcla de polímeros, reduciendo la pérdida de rendimiento del dispositivo con el tiempo cuando se expone a la luz solar.
Este descubrimiento abre nuevas posibilidades para el desarrollo de paneles solares fotovoltaicos eficientes y estables basados en polímeros, abriendo el camino para soluciones de energía solar más sostenibles y viables que pueden integrarse en edificios, vehículos, dispositivos electrónicos o productos textiles.