Las células solares convencionales contienen materiales peligrosos, lo que dificulta su reciclaje. En cambio, las células solares orgánicas pueden incinerarse sin impacto ambiental significativo.
- Nuevas células solares totalmente orgánicas.
- Doblan eficiencia previa: alcanzan 8,7%.
- Electrodo transparente de PEDOT:PSS.
- Técnica de laminación de nanotubos de carbono.
- Procesos sin ácidos ni altas temperaturas.
- Grandes posibilidades para uso en agricultura y dispositivos portátiles.
Células solares totalmente orgánicas logran eficiencia récord duplicando su rendimiento previo
A medida que los esfuerzos globales para combatir el cambio climático se intensifican, la demanda de energía solar crece. Sin embargo, los paneles solares de silicio, actualmente los más utilizados, contienen sustancias peligrosas que complican su reciclaje y eliminación, generando costos ambientales y económicos considerables.
Situaciones similares se presentan en las células solares de película delgada de nueva generación, como las basadas en perovskita, que incluyen compuestos de plomo y óxidos metálicos tóxicos. Frente a esto, los investigadores han apostado por células solares totalmente orgánicas, compuestas solo de materiales derivados del carbono, que podrían incinerarse de manera segura como plásticos comunes, reduciendo así el impacto ambiental y los costos de disposición.
La eficiencia: el gran desafío de las células orgánicas
Aunque más ecológicas, estas células solares sufrían hasta ahora de una baja eficiencia de conversión energética, alrededor del 4%, muy por debajo de los paneles de silicio (>27%) y de las células de perovskita (>26%).
El avance: eficiencia superior al 8,7%
Masahiro Nakano, profesor asociado en la Universidad de Kanazawa, en colaboración con REIKO Co., Ltd. y Queen’s University (Canadá), ha desarrollado unas células solares totalmente orgánicas que duplican la eficiencia previa, alcanzando un 8,7% de conversión. Esta investigación ha sido publicada en Advanced Functional Materials.
Tecnologías clave del logro
- Electrodos transparentes de PEDOT:PSS: Los materiales orgánicos de alta conductividad eran difíciles de fabricar sin usar ácidos, bases fuertes o tratamientos a más de 150 °C, que dañaban las delicadas capas orgánicas. Para solucionarlo, el equipo creó un electrodo basado en PEDOT:PSS, fabricado a solo 80 °C y sin productos químicos agresivos, con una resistencia de hoja menor a 70 Ω/sq.
- Laminación de electrodos de nanotubos de carbono: Apilando las capas de manera convencional, las tintas podían dañar las capas inferiores. Para evitar esto, desarrollaron un método de laminación, formando los electrodos de nanotubos de carbono en películas barrera, y luego adhiriéndolos al dispositivo sin alterar las capas orgánicas subyacentes.
Aplicaciones prácticas y proyecciones futuras
Gracias a su peso ligero y flexibilidad, las células solares orgánicas son ideales para zonas donde los paneles convencionales son inviables, como en terrenos agrícolas o en ropa inteligente. Además, al no usar metales pesados, su impacto ecológico es mucho menor.
El equipo de investigación continuará trabajando en mejorar la conductividad de los electrodos orgánicos, con el objetivo de acercar la eficiencia a valores competitivos con las tecnologías actuales.
Potencial
Las células solares totalmente orgánicas ofrecen una solución verdaderamente ecológica a los desafíos energéticos globales:
- Eliminación de materiales peligrosos.
- Procesos de fabricación más seguros y de menor impacto.
- Reducción de costos de reciclaje y disposición.
- Adaptabilidad a nuevos entornos y aplicaciones.
Si la eficiencia sigue mejorando, esta tecnología podría ser clave para acelerar la transición hacia un modelo energético sostenible y limpio, aportando una alternativa real a las tecnologías solares tradicionales.
Más información: Keiju Hashida et al, Unlocking High‐Performance in All‐Organic Solar Cells by the Development of Organic Electrodes with No Acid and High‐Temperature Treatment and the Effective Preparation Thereof on Organic Multilayer Films, Advanced Functional Materials (2025). DOI: 10.1002/adfm.202419813
