Células solares en pompas de jabón

Desarrollan células solares extremadamente ligeras y flexibles, tanto que pueden adherirse a la superficie de pompas de jabón, y llevarlas en la piel como un parche de nicotina, o a bordo de un dron

Estas células solares se imprimen, y resisten el agua y el sudor. De este modo, podríamos llevarlas en la piel y que sirvan para recargar dispositivos electrónicos biomédicos, como un marcapasos.

Las han desarrollado en el KAUST Solar Center, en Arabia Saudí, donde solo hay algo que abunda más que el petróleo, y es el sol. La investigación se ha publicado en la revista Advanced Material Technologies y una de las desarrolladoras, Eloise Bihar (@eloise_bh), ha compartido en twitter el vídeo en el que explican sus utilidades.

«Los tremendos avances en materia de piel electrónica para robots, sensores para drones y biosensores para detectar enfermedades están limitados porque no se consigue una fuente de energía eficaz», dice Eloïse Bihar, investigadora postdoc en el equipo de Derya Baran, líder de la investigación. «En lugar de baterías voluminosas o de una conexión a una red eléctrica, pensamos en utilizar células solares orgánicas, ligeras y ultrafinas para aprovechar la energía de la luz, ya sea en el interior o en el exterior».

Han conseguido una tinta que convierte la luz en energía eléctrica

Estas nuevas células solares se imprimen por chorro de tinta. El reto era encontrar una “tinta” que sirva para transformar la luz en energía eléctrica. Y han dado con ella.

«Formulamos tintas funcionales para cada una de las capas que forman la célula solar», dice Daniel Corzo, estudiante de doctorado del equipo de Baran.

La impresión por inyección de tinta es algo común, pero un desafío clave de la investigación fue desarrollar una tinta funcional para poder imprimir estos finísimos paneles solares
Para ello, han utilizado un polímero conductor transparente y flexible llamado PEDOT:PSS, o sulfonato de poliestireno poli (3,4-etilendioxitiofeno).

Las capas de los electrodos se intercalaron con un material fotovoltaico orgánico que capta la luz. Todo el dispositivo va sellado dentro de parileno, una capa protectora flexible, impermeable y biocompatible que le hace resistente al sudor de la piel o al agua.

El equipo también demostró que podía imprimir una célula en un sustrato flexible ultrafino, el que podría adherirse a una pompa de jabón

Después de optimizar la composición de la tinta para cada capa del dispositivo, las células solares se imprimieron en vidrio para probar su rendimiento. Alcanzaron una eficiencia de conversión de energía (PCE) del 4,73 por ciento, superando el récord anterior del 4,1 por ciento para una célula totalmente impresa. Por primera vez, el equipo también demostró que podía imprimir una célula en un sustrato flexible ultrafino, alcanzando una PCE del 3,6 por ciento.

«Nuestros hallazgos marcan un avance para una nueva generación de células solares versátiles, ultraligeras e impresas que pueden ser usadas como fuente de energía o integradas en dispositivos médicos implantables», dice Bihar.

Referencias
Bihar, E., Corzo, D., Hidalgo, T.C., Rosas-Villalva, D., Salama, K.N., Inal, S. & Baran, D. Fotovoltaica orgánica totalmente impresa por inyección de tinta, ultrafina y conformable como fuente de energía basada en electrodos reticulados de PEDOT:PSS. Advanced Material Technologies 2000226 (2020).|