Una celda solar orgánica ( OSC [1] ) o celda solar de plástico es un tipo de fotovoltaica que utiliza electrónica orgánica , una rama de la electrónica que trata con polímeros orgánicos conductores o pequeñas moléculas orgánicas, [2] para la absorción de luz y el transporte de carga para producir electricidad de la luz solar por el efecto fotovoltaico . La mayoría de las células fotovoltaicas orgánicas son células solares poliméricas .
Las moléculas utilizadas en las células solares orgánicas son procesables en solución con un alto rendimiento y son económicas, lo que genera bajos costos de producción para fabricar un gran volumen. [3] En combinación con la flexibilidad de las moléculas orgánicas, las células solares orgánicas son potencialmente rentables para aplicaciones fotovoltaicas. [4] La ingeniería molecular ( p. ej., cambiar la longitud y el grupo funcional de los polímeros ) puede cambiar la brecha de banda , lo que permite la sintonización electrónica. El coeficiente de absorción ópticade moléculas orgánicas es alto, por lo que se puede absorber una gran cantidad de luz con una pequeña cantidad de materiales, generalmente del orden de cientos de nanómetros. Las principales desventajas asociadas con las células fotovoltaicas orgánicas son la baja eficiencia , la baja estabilidad y la baja resistencia en comparación con las células fotovoltaicas inorgánicas, como las células solares de silicio .
En comparación con los dispositivos basados en silicio , las células solares poliméricas son livianas (lo cual es importante para los sensores autónomos pequeños), potencialmente desechables y económicas de fabricar (a veces usando electrónica impresa ), flexibles, personalizables a nivel molecular y potencialmente tienen un impacto ambiental menos adverso. Las celdas solares de polímero también tienen el potencial de exhibir transparencia, lo que sugiere aplicaciones en ventanas, paredes, electrónica flexible, etc. En la Fig. 1 se muestra un dispositivo de ejemplo. Las desventajas de las celdas solares de polímero también son serias: ofrecen alrededor de 1/3 de la eficiencia de los materiales duros y experimentan una degradación fotoquímica sustancial. [5]
Los problemas de ineficiencia y estabilidad de las células solares poliméricas, [6] combinados con su promesa de bajos costos [7] y mayor eficiencia [8] las convirtieron en un campo popular en la investigación de células solares. A partir de 2015, las células solares de polímero pudieron lograr una eficiencia de más del 10% a través de una estructura en tándem. [9] En 2018, se alcanzó una eficiencia récord para la energía fotovoltaica orgánica del 17,3 % a través de la estructura en tándem. [10]
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