Cèl·lula solar orgànica
From Wikipedia, the free encyclopedia
Una cèl·lula solar orgànica (OSC [1]) o cèl·lula solar de plàstic és un tipus de fotovoltaica que utilitza l'electrònica orgànica, una branca de l'electrònica que s'ocupa de polímers orgànics conductors o molècules orgàniques petites, per a l'absorció de la llum i el transport de càrrega per produir electricitat de la llum solar per efecte fotovoltaic. La majoria de cèl·lules fotovoltaiques orgàniques són cèl·lules solars de polímer.
Les molècules utilitzades a les cèl·lules solars orgàniques es poden processar en solució a un alt rendiment i són barates, la qual cosa comporta uns costos de producció baixos per fabricar un gran volum.[2] Combinades amb la flexibilitat de les molècules orgàniques, les cèl·lules solars orgàniques són potencialment rendibles per a aplicacions fotovoltaiques.[3] L'enginyeria molecular (per exemple, el canvi de la longitud i el grup funcional dels polímers) pot canviar la bretxa de banda, permetent la sintonització electrònica. El coeficient d'absorció òptica de les molècules orgàniques és alt, de manera que es pot absorbir una gran quantitat de llum amb una petita quantitat de materials, normalment de l'ordre de centenars de nanòmetres. Els principals desavantatges associats a les cèl·lules fotovoltaiques orgàniques són la baixa eficiència, la baixa estabilitat i la baixa resistència en comparació amb les cèl·lules fotovoltaiques inorgàniques com les cèl·lules solars de silici.
En comparació amb els dispositius basats en silici, les cèl·lules solars de polímer són lleugeres (la qual cosa és important per a petits sensors autònoms), potencialment d'un sol ús i de baix cost de fabricar (de vegades utilitzant electrònica impresa), flexibles, personalitzables a nivell molecular i potencialment tenen menys impacte ambiental advers. Les cèl·lules solars de polímer també poden ser transparents. Això permet aplicacions en finestres, parets, electrònica flexible o també en instal·lacions agrivoltaiques per combinar agricultura i generació d'electricitat.[4] A la figura 1 es mostra un exemple de dispositiu.
Les primeres cèl·lules solars de polímer tenien el desavantatge que oferien aproximadament 1/3 de l'eficiència dels materials durs i fotoquímicament es degraden substancialment.[5][Cal actualitzar] El baix preu, va motivar que hi ha hagut molta recerca per vèncer-ne les febleses,[6][7] i augmentar-ne l'eficiència.[8] Des de 2015, les cèl·lules solars de polímer van augmentar l'eficiència de 10% mitjançant una estructura en tàndem.[9] El 2018, es va assolir una eficiència rècord per a la fotovoltaica orgànica del 17,3% mitjançant una estructura en tàndem.[10]