Celdas fotovoltaicas orgánicas

En los últimos 10 años ha sido posible observar el incremento en la popularidad de la tecnología fotovoltaica como método para la generación de energía eléctrica. La energía fotovoltaica cada vez ocupa un mayor espacio en la mezcla energética del mundo. Sin embargo existen muchas limitantes para su utilización aun; esto podría cambiar drásticamente con la utilización de las celdas fotovoltaicas orgánicas.

Lamentablemente la implementación de tecnología fotovoltaica esta sumamente limitada debido a su poca flexibilidad en cuanto a diseño se refiere. Su diseño es sumamente funcional para las granjas solares donde su colocación no interfiere con la estructura bajo de ellas pero al tratarse de edificios, casas, y otros tipos de construcciones es difícil e incluso a veces imposible utilizar esta tecnología. Eso sin mencionar los conflictos con el diseño de las estructuras. Es aqui donde las celdas fotovoltaicas organicas surgen como una alternativa.

¿Qué son las celdas fotovoltaicas orgánicas?

Una celda fotovoltaica como comúnmente se le conoce está basada principalmente en elementos inorgánicos (silicio, cadmio, cobre, galio aluminio); este tipo de celdas ha probado ser sumamente efectivo tanto en costo-beneficio como eficiencia sin embargo sus limitantes en cuanto a diseño son amplias, principalmente debido a la forma cristalina de sus componentes. En comparación con sus contrapartes inorgánicas las celdas orgánicas presentan la principal característica de que su composición se basa en la utilización de polímeros, pigmentos y otras moléculas orgánicas como los Fullerenos.

Dado que trabajan bajo el mismo principio la construcción de estas celdas no difiere mucho de las celdas comunes a base de silicio; al igual que sus homólogos estas tienen una capa de material donador de electrónes, una de material receptor, electrodos anodo y catodo, y un material encapsulante que permite su aislamiento del entorno.

Tipos de celdas fotovoltaicas orgánicas

Existen tres tipos principales de celdas orgánicas:

• Las cedas monocapa que se componen de una sola capa de material fotovoltaico empaquetada entre sus electrodos, este tipo es el menos eficiente debido a su poca capacidad de conversión.
  
• Celdas bicapa que se componen de un material donador y un material aceptador de electrones empaquetados entre electrodos, este tipo de celdas presentan el problema de que el espesor de sus capas dificulta la conversión de la luz en electricidad y por lo tanto no son tan eficientes.
  
• Celdas bulk este tipo de celdas estan hechas por dos electrodos y una capa de materíal fotovoltaico que contiene tanto material donador como aceptador de electrones esto se logra principalemente al usar una solución liquida que contenga ambos materiales logrando así pequeños bultos de material aleatoriamente distribuidos que logran un contacto directo con las capas de electrodos.
  

Desventajas

• Tecnología reciente y por lo tanto poco desarrollada.
• Menor eficiencia energética a comparación de las celdas cristalinas.
• Se degradan con mayor rapidez que las celdas cristalinas al ser expuestas al ambiente aunque esto contrarrestado fácilmente al aislar a la celda por completo del exterior.

Ventajas

• Mucho más livianas que las celdas cristalinas permitiendo así su aplicación en más superficies.
• Al ser semi transparentes es posible usarlas en superficies traslucidad como cristales en ventanas.
• Las celdas ogánicas son hasta 1000 veces mas delgadas que las cristalinas lo que permite una mayor eficiencia de material en su construcción.
• Al ser delgadas es posible moldearlas a discresión de acuerdo a la superficie donde se usen.
• Son facilmente itegrables en diversas apliaciones.
• Dado que su composición es principalmente de materiales basados en el carbono tanto su reutilización como obtensión es más amigble con el medio ambiente.

Referencias

• Organic tandem solar cells: a review.
• Organic solar cells: An overview.
• Transparent polymer solar cells employing a layered light-trapping architecture
• Semi-transparent polymer solar cells
• Handbook of Organic Materials for Optical and (Opto)electronic Devices
• Organic Photovoltaics: An Introduction
• Organic Photovoltaics
• A printable, flexible, organic solar cell