Celdas solares org nicas

Celdas solares orgánicas como fuente de energía sustentable
Jesús Gerardo Arredondo García

RESUMEN:
Las celdas solares basadas en silicio se encargan de aprovechar la energía solar y transformarla en energía eléctrica o energía calorífica, según sea el tipo de celdas solar, son comúnmente utilizadas en la vida cotidiana por nosotros, ya sea en calculadoras, relojes y otros aparatoselectrónicos.
Es importante mencionar que las celdas solares han tenido un papel importante en los últimos años, si bien es cierto, la adquisición de estos aparatos no es barata pero tiene un gran objetivo el cual es reducir el explotamiento de las energías, renovables. Un punto importante a considerar, es que por el alto costo de las celdas solares algunas universidades de los Estados Unidos han implementadomateriales orgánicos en las celdas con el fin de reducir costos de fabricación. Estas celdas funcionan como una capa activa entre 2 electrodos metálicos (ánodo y cátodo) con diferentes funciones de trabajo.


Palabras clave: Celdas solares; materiales orgánicos; fotónica; opto-electrónica.




INTRODUCCIÓN
Además de las energías primarias (petróleo, carbón y gas natural), que son fuentessusceptibles de agotamiento y que además deterioran el medio ambiente, existen otro tipo de energías más seguras y menos contaminantes [23].
La búsqueda de estas fuentes alternas es uno de los más importantes retos que actualmente la humanidad enfrenta. Se trata de las energías renovables o energías del futuro, y son aquellas que producen electricidad a partir del sol [23], En particular, la energíasolar está siendo explotada de varias formas, pero el método más familiar usa celdas solares basadas en silicio en las cuales la transformación directa de la luz del sol en electricidad se realiza a través del efecto fotovoltaico (efecto PV debido al acrónimo inglés). La industria de estas celdas solares se inició en 1953 [1] cuando científicos de los laboratorios Bell desarrollaron con éxito unacelda fotovoltaica de estado sólido que convertía 5 % de la energía del sol produciendo solo 5 mW de potencia eléctrica. Estas celdas solares inorgánicas han sido optimizadas y actualmente pueden operar con eficiencias de conversión de potencia eléctrica mayor al 20 %. La base del funcionamiento de cualquier dispositivo fotovoltaico, o celda solar, es la conversión de la luz solar en electricidad,que se almacena en baterías o se utiliza directamente. Actualmente las principales celdas solares están basadas en semiconductores inorgánicos y las más generalizadas son las de silicio (Si), en las que se han logrado relativamente altas eficiencias, aunque los costos son bastante altos. Otros dispositivos fotovoltaicos existentes son mucho más caros o menos eficientes [24].
La aplicación de estatecnología solar inorgánica es encontrada en muchos instrumentos como una calculadora o un reloj, en la alimentación de teléfonos de emergencia en las carreteras, en lámparas decorativas de jardín, etcétera. No obstante, la tecnología PV basada en semiconductores inorgánicos como el silicio y otros requiere condiciones de fabricación muy especializadas que implican un costo alto que no es rentablepara determinadas aplicaciones y que hasta ahora ha restringido su uso masivo; además, dichas condiciones de producción generan importantes residuos contaminantes como el CO2.
Una alternativa para abaratar costos de fabricación, de producción masiva y de mínima generación de residuos es el uso de semiconductores orgánicos [1-4] en sustitución del tradicional silicio. Desde el descubrimiento de lossemiconductores orgánicos, ha existido un notable esfuerzo para que estos materiales puedan emular el comportamiento de dispositivos basados en substancias inorgánicas. Ejemplos de estos dispositivos son las celdas solares, los transistores de efecto de campo (FETs) y los diodos emisores de luz (LEDs). Fue solo hasta años recientes que el progreso logrado en la investigación básica y aplicada...