es.wedoany.com Noticia: Investigadores de la Universidad Tecnológica de Kaunas (KTU) en Lituania han sintetizado un nuevo material semiconductor orgánico que permite que las células solares de perovskita alcancen una eficiencia de conversión de energía fotovoltaica del 37,0% en condiciones de luz interior, superando el rendimiento de los paneles solares tradicionales para tejados en condiciones de prueba estándar.
El objetivo de esta investigación es aprovechar la energía lumínica que a menudo se pasa por alto en el entorno, como la de las lámparas de escritorio, las pantallas de teléfonos móviles y las ventanas. Esta luz suele ser absorbida por paredes, muebles y suelos sin generar electricidad. Las baterías fabricadas con este material podrían alimentar miles de millones de sensores del Internet de las Cosas y pequeños dispositivos electrónicos, reduciendo así la dependencia de baterías que requieren reemplazos frecuentes.
El avance clave proviene de la Dra. Asta Dabulienė, investigadora principal del Grupo de Química de Materiales de la KTU, quien sintetizó una nueva serie de derivados de tiazolo[5,4-d]tiazol (thiazolo[5,4-d]thiazole derivatives). Estos semiconductores orgánicos están diseñados para actuar como capa de transporte de huecos dentro de las células solares de perovskita, encargándose de mover selectivamente los portadores de carga positiva mientras bloquean los electrones, reduciendo así las pérdidas por recombinación y mejorando la eficiencia de la célula.
La Dra. Dabulienė explica que un semiconductor ideal para el transporte de huecos debe tener una alta movilidad de huecos y una buena alineación de niveles de energía con las capas adyacentes. Uno de los compuestos, que incorpora un fragmento donante de trifenilamina, posee las propiedades estructurales necesarias para un buen funcionamiento en condiciones de luz interior.
Investigadores de la Universidad de Ciencia y Tecnología Ming Chi de Taiwán utilizaron el semiconductor desarrollado por la KTU para fabricar células solares de perovskita optimizadas para uso en interiores. Bajo iluminación LED de 3000 K y 1000 lux (equivalente al brillo de una oficina bien iluminada), la célula alcanzó una eficiencia de conversión de potencia del 37,0%. En comparación, los paneles solares comerciales típicos de silicio tienen una eficiencia de aproximadamente el 20% al 22% en condiciones de prueba estándar en exteriores. Es importante señalar que las células para interiores y exteriores funcionan bajo diferentes intensidades de luz, por lo que los valores de eficiencia no son directamente intercambiables.
Este logro es el resultado de la colaboración de tres equipos de investigación de tres continentes. La KTU en Lituania se encargó de la síntesis y caracterización de los semiconductores orgánicos, la Universidad de Ciencia y Tecnología Rey Abdullah (King Abdullah University of Science and Technology) en Arabia Saudita realizó el modelado teórico de los nuevos compuestos, y la Universidad de Ciencia y Tecnología Ming Chi de Taiwán construyó y probó las células. El profesor Gražulevičius del Grupo de Química de Materiales de la KTU señaló que la cooperación internacional amplía los logros que cualquier equipo individual podría alcanzar. Su equipo ya ha encarnado esta filosofía: sus miembros provienen de Lituania, Ucrania, India, Pakistán, Armenia, Egipto y Nigeria, y solo en 2024 obtuvieron cuatro proyectos del programa Horizonte Europa. Gražulevičius considera que, aunque la colaboración intercultural enfrenta desafíos como brechas de comunicación, diferentes culturas laborales y complejidades organizativas, las ideas diversas generadas por diferentes antecedentes impulsan eficazmente la innovación.
Los investigadores señalan que las células fotovoltaicas de perovskita para interiores podrían integrarse directamente en teléfonos móviles, sensores para hogares inteligentes y pequeños dispositivos electrónicos, permitiéndoles recolectar luz ambiental en lugar de consumir batería. A través del marco del Internet de las Cosas, la energía recolectada podría ajustar el funcionamiento del dispositivo en tiempo real, optimizando el consumo energético. El equipo de investigación considera que el alto rendimiento, el bajo costo y la versatilidad son criterios que cualquier solución fotovoltaica para interiores comercialmente viable debe cumplir. El siguiente paso es escalar la producción del material para acercarlo a dispositivos fabricables.
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