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La estructura interna de los materiales de polímero afecta la eficiencia de la célula solar

2018-07-30
Según EurekAlert !, una plataforma de intercambio de noticias científicas de la Asociación Estadounidense para el Avance de la Ciencia (AAAS), un equipo internacional de científicos de materiales de Francia, Rusia y Kazajistán descubrió que la estructura interna de los polímeros está bien ordenada y puede hacer que células solares. La eficiencia ha sido mejorada en gran medida. Este último estudio fue publicado en el Journal of Materials Chemistry A.

Los paneles solares y las baterías son los dos métodos más prometedores de generación de energía en el futuro. A partir de 2017, los paneles solares instalados en todo el mundo tienen una generación de energía total de 400 GW. El rápido desarrollo de la industria solar se basa principalmente en la reducción continua de los precios de la batería y la mejora continua de su eficiencia.

La introducción de nuevos materiales es una forma de mejorar los sistemas solares. En los paneles solares, los componentes básicos necesarios para convertir la energía de la luz en energía eléctrica son las células fotovoltaicas o las células solares, que están compuestas principalmente de silicio policristalino, una forma de silicio policristalino de alta pureza. Se entiende que los científicos están ocupados buscando materiales alternativos para el polisilicio, y los materiales de polímeros orgánicos con propiedades fotovoltaicas se encuentran entre los principales candidatos.

Los investigadores dicen que agregar átomos de flúor a los polímeros puede aumentar la eficiencia de las células solares. Se ha demostrado que este método, conocido como fluoración, mejora el rendimiento fotovoltaico del polímero, pero los principios son menos conocidos. El nuevo estudio aclara el impacto positivo de la fluoración en la eficiencia de la batería al cambiar la estructura interna del material.

Después de muchos experimentos, el equipo de investigación seleccionó materiales orgánicos de polímeros con mejores propiedades fotovoltaicas y estudió su microestructura. Después del análisis de rayos X, se encontró que la estructura interna del polímero estaba más ordenada. Al mismo tiempo, sus portadores de carga molecular tienen mejor fluidez, permitiendo que el material conduzca mejor la electricidad. Para las células solares, esta es definitivamente una gran ventaja.

Uno de los investigadores, el profesor Dimitri Ivanov, jefe del Laboratorio de Compuestos Orgánicos Funcionales del Instituto de Física y Tecnología de Moscú y director del Centro Nacional de Investigación Científica de Francia, dijo: & quot; El desafío de esta investigación es elegir moléculas que mejorar la eficiencia de la batería. Los niveles de energía y el desarrollo de estructuras supramoleculares que permiten el transporte de carga a los electrodos. & Quot;