Químicos de la Universidad Tecnológica de Kaunas (KTU), Lituania, han desarrollado un material que podría mejorar las células solares para uso en interiores. Estas células fotovoltaicas, que también pueden integrarse en diversos dispositivos electrónicos, generan electricidad incluso en condiciones de poca luz.
El consumo de petróleo y gas provoca un aumento de la temperatura atmosférica, lo que provoca un cambio climático global, lo que actualmente se denomina crisis climática. Se están realizando esfuerzos para utilizar fuentes de energía renovables y respetuosas con el medio ambiente, como la energía eólica, hídrica y solar, para abordar este problema.
“La energía eólica e hidráulica están limitadas por su alto coste y su dependencia de la ubicación, mientras que la energía solar es flexible, eficiente y relativamente barata. Sin embargo, cada día se desperdicia energía procedente de las fuentes de luz interiores y de la luz natural que entra por las ventanas”, afirma Juozas Vidas. Gražulevičius. Profesor de la Facultad de Tecnología Química de KTU y Jefe del Grupo de Investigación de Química de Materiales.
Según el profesor Gražulevičius, esto se puede solucionar con la energía fotovoltaica interior, que genera electricidad incluso en condiciones de luz de baja intensidad.
Un claro nicho de mercado para las células fotovoltaicas interiores eficientes
“Para uso en interiores, las células fotovoltaicas de perovskita se pueden integrar en teléfonos móviles, linternas y otros dispositivos electrónicos; pueden generar electricidad bajo luz artificial. Utilizando tecnologías de Internet de las cosas (IoT), esta electricidad se puede utilizar para regular eficientemente el funcionamiento de los dispositivos. y mejorar el consumo de energía”, afirma el Dr. Asta Dabolene, investigador principal del Grupo de Investigación de Química de Materiales de KTU.
Con el rápido desarrollo de las tecnologías IoT, el mercado de células fotovoltaicas para uso en interiores se ha expandido significativamente. Por lo tanto, las células fotovoltaicas de interior de alta eficiencia, bajo coste y versátiles son clave para llenar este vacío en el mercado.
El Dr. Dabolin ha sintetizado una serie de nuevos derivados de tiazol (5,4-d) tiazol transportadores de huecos eficientes para células fotovoltaicas de perovskita de interior. La función principal de sus capas es transportar selectivamente huecos (portadores de carga positiva) mientras bloquean electrones (portadores de carga negativa). Este transporte selectivo de carga ayuda a reducir las pérdidas por recombinación, mejorando así la eficiencia general de la célula solar.
“Un semiconductor transportador de huecos ideal para estas aplicaciones tendría una alta movilidad de los huecos y una buena alineación del nivel de energía con las capas adyacentes”, explica el Dr. Dabolene.
Un derivado de tiazol (5,4-d) tiazol que contiene un fragmento donante de trifenilamina, sintetizado por el investigador de KTU, el Dr. Dabolene, un equipo de investigación de la Universidad Tecnológica de Ming-Chi (Taiwán) para la perovskita solar de interior utilizada para preparar células. El semiconductor orgánico desarrollado por KTU le permitió alcanzar una eficiencia de conversión de energía del 37,0 % con iluminación LED de 3000 K (1000 lx). Los estudios han demostrado el gran potencial de los derivados de tiazol (5,4-d) tiazol para mejorar el rendimiento de las células solares de perovskita.
El resultado del trabajo en equipo internacional
La invención propuesta para células solares de interior es el resultado del trabajo de un equipo internacional de científicos. Investigadores del Grupo de Investigación de Química de Materiales de KTU han desarrollado y sintetizado semiconductores orgánicos que transportan cargas positivas de manera eficiente y han estudiado sus propiedades. Los nuevos compuestos fueron estudiados teóricamente por científicos de la Universidad de Ciencia y Tecnología Rey Abdullah (Arabia Saudita). Investigadores de la Universidad Tecnológica Ming-Chi de Taiwán han construido y caracterizado células solares de perovskita para uso en interiores.
Según el profesor JV Gražulevičius, la cooperación internacional ayuda a ampliar las actividades del proyecto: “Este año, investigadores del grupo de investigación de Química de Materiales ganaron cuatro proyectos del programa europeo Horizon. Además, tenemos colegas de Gran Bretaña y Alemania. Hemos recibido invitaciones de ellos para cooperar en la preparación de otra propuesta de proyecto.”
El profesor destaca que el Grupo de Investigación de Química de Materiales del KTU, que él dirige, también emplea a investigadores de países tan diversos como Lituania, Ucrania, India, Pakistán, Armenia, Egipto y Nigeria. Dice que trabajar en un equipo internacional puede ser muy gratificante, brindando diferentes perspectivas y soluciones innovadoras, pero estando preparado para abordar desafíos de comunicación, culturales y organizacionales para garantizar el logro efectivo de objetivos comunes.
“Las diferentes culturas y experiencias ayudan a generar nuevas ideas y soluciones innovadoras, y cada miembro del equipo aporta conocimientos y habilidades únicos que fortalecen la competencia general. Trabajar con personas que hablan diferentes idiomas nos hace internacionales, nos permite mejorar la comunicación y desarrollar habilidades lingüísticas”. , mientras que las diferentes culturas laborales promueven una mayor flexibilidad y adaptabilidad a diferentes situaciones”, afirma el profesor Grigolevicius.
