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(noticias nanowerk) La luz solar parece ser actualmente una de las fuentes de energía sostenibles más importantes. Las células solares de silicio tradicionales son eficientes, pero requieren un proceso de fabricación complicado y que consume mucha energía que puede provocar fugas químicas peligrosas. Por tanto, las células solares orgánicas se han convertido en un importante área de investigación debido a sus bajos costes de producción, su ligereza y su flexibilidad, y por tanto tienen numerosas aplicaciones, como su uso en interiores o su fijación a la ropa para alimentar dispositivos electrónicos personales.
Sin embargo, un problema es que las células solares orgánicas están hechas de plástico o polímeros derivados del petróleo. Aunque son orgánicos, no son todo lo ecológicos que podrían ser.
Investigadores de la Universidad de Linköping y del KTH han desarrollado una célula solar orgánica en la que parte de la capa de transporte de electrones unida al cátodo de la célula solar está compuesta por la llamada lignina kraft, que se obtiene directamente de la pulpa. Aunque actualmente sólo una pequeña parte de la célula solar está hecha de lignina, el objetivo a largo plazo es construir una célula solar casi en su totalidad con materiales de madera.
Los resultados de la investigación se publicaron en Advanced Materials (“La capa de interfaz de cátodo binario basada en lignina Kraft industrial permite una mayor estabilidad en células solares orgánicas de alta eficiencia”).
![Electrodos kraft de lignina y células solares.](https://www.nanowerk.com/news2/green/id64196_1.jpg)
“Queremos construir células solares eficientes, fiables, económicas y respetuosas con el medio ambiente. Con este estudio podemos demostrar que esto es posible y representa un primer paso hacia la sustitución de los materiales actuales a base de petróleo por alternativas a base de madera”, afirma Mats Fahlman, profesor del Laboratorio de Electrónica Orgánica (LOE) de la Universidad de Linköping.
En estudios anteriores, se utilizaron materiales de madera químicamente modificados para aumentar la confiabilidad y estabilidad tanto de las células solares orgánicas como de las células solares hechas de perovskita, el material cristalino. En su estudio publicado recientemente, los investigadores de Linköping utilizaron una versión «bruta» de la lignina, llamada lignina kraft, que se extrae directamente de la madera en el proceso de fabricación del papel. Junto con KTH, analizaron qué composición molecular de la lignina es la más adecuada para este fin.
“Hemos elaborado un material o compuesto a partir de lignina Kraft que formará la interfaz catódica. Resultó que esto hacía que la célula solar fuera más estable. La ventaja de la lignina Kraft es que puede formar muchos enlaces de hidrógeno, lo que ayuda a estabilizar la célula solar”, afirma Qilun Zhang, ingeniero de investigación senior de LOE.
Las células solares orgánicas ya se utilizan principalmente para aplicaciones de interior. También pueden sustituir las baterías de sensores y dispositivos similares de ahorro de energía. Según Mats Fahlman, este es el primer paso hacia el mercado de las células solares orgánicas. Luego, esta tecnología se puede ampliar para aplicaciones más amplias, como el suministro de energía pura. Y construir con materiales de madera haría que toda la célula solar fuera más respetuosa con el medio ambiente.
“Las células solares orgánicas nunca serán las más eficientes. Pero su ventaja es que no son tóxicos, son sostenibles y baratos. Si tienen una eficiencia del 15 al 20 por ciento, es más que suficiente para la mayoría de aplicaciones”, afirma Mats Fahlman.
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