A) Curvas J-V de ST-OSM basadas en PCE10-2F/4FY. b) Una foto del campus con ST-OSM. c) Valores AVT y LUE informados en la literatura para los ST-OSMS. Crédito: Edición internacional de química aplicada (2025). Dos: 10.1002/anie.202424287
Se ha desarrollado un nuevo tipo de células solares orgánicas semitransparentes (ST-COS) con una eficiencia de más del 10%, lo que nos acerca a un futuro donde las pantallas de ventanas y móviles podrían funcionar como fuentes de energía invisibles.
El profesor Changduk Yang y su equipo de investigación de la Escuela de Energía e Ingeniería Química en UNIST anunciaron el desarrollo de ST-OSCS, con una eficiencia de conversión de potencia (PEC) de 10.81% y una transmitancia de luz visible de 45.43%. La investigación se publica en la revista Edición internacional de química aplicada.
Mientras que los paneles solares tradicionales instalados en los tejados o a lo largo de los bordes parecen oscuros porque absorben la luz solar para generar electricidad, las células solares transparentes deben permitir que la mayoría de la luz pase sin absorción. Por lo tanto, desarrollar dispositivos transparentes altamente eficientes ha sido un desafío significativo.
La clave de esta innovación se encuentra en una capa fotoactiva especialmente diseñada que absorbe selectivamente solo longitudes de onda infrarrojas. Esta capa transmite casi la mitad del espectro de luz visible mientras recolecta energía de la porción infrarroja invisible de la luz solar para producir electricidad.
Por lo general, la captura de la luz infrarroja da como resultado una menor eficiencia en comparación con la absorción de fotones visibles de alta energía. Sin embargo, el equipo superó este obstáculo a través del diseño molecular innovador de las moléculas del receptor de la capa activa. La capa activa en los OSC consiste en moléculas de donantes y aceptores que facilitan la transferencia de carga.
A) Las estructuras químicas de 4FY e Y6, b) Dos tipos de redes de cristal con interacción asimétrica de 4FY, C) Ilustración de estructuras de autoensamblaje impulsadas por dipolo de 4FY y d) Las distancias de los grupos finales 4FY empacan en estructuras cristalográficas individuales. Crédito: Edición internacional de química aplicada (2025). Dos: 10.1002/anie.202424287
La molécula aceptora recientemente sintetizada, llamada 4FY, es generalmente simétrica y presenta una estructura A – D -A. No obstante, fue diseñado intencionalmente para inducir asimetría localizada, específicamente entre los átomos de flúor e hidrógeno, y los átomos de flúor y azufre, lo que mejora la alineación molecular y mejora el transporte de carga, lo que lleva a una mayor eficiencia del dispositivo.
El primer autor Sangjin Yang explicó: “Si bien la asimetría puede aumentar la eficiencia, a menudo reduce la vida útil del dispositivo y complica la síntesis”. Agregó: “Nuestro diseño molecular introduce asimetría localizada dentro de una estructura simétrica general, aprovechando las ventajas de ambos”.
El dispositivo demostró una durabilidad impresionante, manteniendo la mayor parte de su rendimiento inicial durante una prueba de estabilidad de ciclismo exterior de 134 horas que simulaba las condiciones de día de día. Esta durabilidad es aproximadamente 17 veces mayor que la de los OSC semitransparentes anteriores basados en las moléculas aceptadoras Y6.
El profesor Yang comentó: “Introdujimos un nuevo enfoque para generar electricidad a partir de la luz invisible. Esta tecnología tiene aplicaciones potenciales en películas de protección de teléfonos inteligentes, ventanas de construcción y pantallas transparentes, convirtiendo efectivamente las superficies cotidianas en plantas de energía invisibles”.
Más información:
Sangjin Yang et al, eficientes módulos solares orgánicos semitransparentes con una estabilidad diurna excepcional a través de una interacción asimétrica inducida por la estructura molecular simétrica, Edición internacional de química aplicada (2025). Dos: 10.1002/anie.202424287
Proporcionado por el Instituto Nacional de Ciencia y Tecnología de Ulsan
Citación: Semitransparent Organic Solar Cell utiliza asimetría molecular para una mayor estabilidad (2025, 18 de junio) recuperado el 18 de junio de 2025 de
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