Una célula solar desarrollada por los físicos de RIKEN se puede estirar sin afectar mucho su capacidad para convertir la luz en electricidad.Por tanto, es prometedor para impulsar la próxima generación de dispositivos electrónicos portátiles.

Los relojes inteligentes actuales pueden monitorear una impresionante variedad de métricas de salud, mientras que se están desarrollando dispositivos portátiles más especializados para aplicaciones médicas específicas.Pero estos dispositivos deben recargarse periódicamente.

Para eliminar esta necesidad, los investigadores buscan desarrollar dispositivos flexibles y portátiles.células solares.Sin embargo, es vital garantizar que el rendimiento de estas células solares no disminuya cuando se estiren pormovimientos corporalesdurante la vida cotidiana.

"Nos estamos centrando en hacer productos muy finos,dispositivos flexibles.Pero estos dispositivos no tienen una capacidad de estiramiento intrínseca", explica Kenjiro Fukuda del Centro RIKEN para Ciencias de la Materia Emergente. "Más bien, son similares a la envoltura de plástico que se usa para envolver alimentos; tal vez puedas estirarlos un 1% o un 2%., pero el 10% es imposible ya que se rompen fácilmente."

Fukuda y su equipo están intentando superar este problema desarrollando células solares que sean intrínsecamente estirables.

"Nuestro enfoque es muy simple: utilizamos materiales elásticos para cada capa funcional de un dispositivo", dice Fukuda."Pero si bien el concepto es simple, el método es muy desafiante ya que tenemos que lograr un equilibrio entre la capacidad de estiramiento de cada capa y su rendimiento".

Ahora, Fukuda y sus compañeros de trabajo han creado una célula solar flexible de alto rendimiento que exhibe una capacidad de estiramiento excepcional.La investigación espublicadoen el diarioComunicaciones de la naturaleza.

la celdaeficiencia de conversión de energíacae sólo un 20% cuando la célula solar se estira un 50% (es decir, se estira hasta 1,5 veces su longitud original sin estirar).Además, conserva el 95 % de su eficiencia de conversión de energía inicial después de haber sido estirado 100 veces en un 10 %.

La clave para lograr la capacidad de estiramiento del dispositivo residió en que el equipo incorporara un compuesto orgánico llamado ION E en la capa de electrodos de la célula solar.Agregaron ION E para mejorar la capacidad de estiramiento del electrodo, pero descubrieron que tenía otro beneficio inesperado: mejoraba la adhesión entre el electrodo y las capas superiores e inferiores.

"Esto fue una agradable sorpresa para nosotros", afirma Fukuda."No habíamos previsto que ION E aumentaría la adhesión entre capas".

Gracias a estos dos efectos, elelectrodopuede absorber parte de la tensión de la capa activa que se encuentra encima (que convierte la luz en electrones), mejorando la capacidad de estiramiento de todo el dispositivo.

El objetivo a largo plazo es crear una célula solar orgánica estirable que tenga una gran superficie, señala Fukuda."Un obstáculo para lograrlo es la baja conductividad del polímero utilizado para transportar la electricidad generada", afirma."Ahora estamos buscando formas de superar este cuello de botella".