Crean células solares de plástico moldeadas por inyección

Informe sobre módulos fotovoltaicos orgánicos incrustados en piezas de plástico mediante moldeo por inyección

Fecha de publicación: octubre 3, 2023

Autor: Lior Kahana

Un equipo de investigación franco-español ha desarrollado módulos fotovoltaicos orgánicos incrustados en piezas de plástico mediante moldeo por inyección de alto rendimiento. Los investigadores inyectaron poliuretano termoplástico en los módulos y comprobaron que mejora su estabilidad mecánica manteniendo una gran flexibilidad.

Los investigadores afirman haber demostrado con éxito la incrustación de módulos fotovoltaicos orgánicos (OPV, por sus siglas en inglés) en piezas estructurales de plástico mediante moldeo por inyección (IM) industrial a gran escala. Esta técnica de fabricación permite producir piezas mediante la inyección de material fundido en un molde y tiene el potencial de mejorar el rendimiento y la estabilidad de las células solares de plástico en molde.

El objetivo principal de este proyecto es contribuir a los Objetivos de Desarrollo Sostenible (ODS), específicamente al ODS 7: Energía asequible y no contaminante. La utilización de módulos fotovoltaicos orgánicos incrustados en piezas de plástico mediante moldeo por inyección puede ayudar a promover el uso de energía solar y reducir la dependencia de fuentes de energía no renovables.

Debido a su delgadez, las células solares flexibles pueden ser sensibles a la abrasión mecánica y, por tanto, requerir estrategias adicionales de protección e integración. Incrustar un módulo solar impreso en una pieza de plástico simplifica los retos de integración, al tiempo que proporciona protección mecánica adicional, adaptabilidad de forma y contactos racionalizados para las conexiones.

En este estudio, se utilizaron módulos en impresión rollo a rollo con una mezcla fotoactiva conocida como P3HT:O-IDTBR. Esta mezcla fue elegida por su estabilidad morfológica y térmica, que son relevantes para el posterior proceso de moldeo por inyección.

Los científicos insertaron los módulos horizontalmente en un molde de inyección de poliuretano termoplástico a base de copolímero de poliéter. Este material fue seleccionado por su baja temperatura de proceso, amplia compatibilidad con sustratos y flexibilidad. La inyección se realizó utilizando un inserto de cavidad de 120 mm × 120 mm × 2 mm, a una velocidad de 90 mm/s.

Los resultados del estudio mostraron que los módulos IM-OPV conservaron en promedio el 98,1% del rendimiento original. Solo hubo 2 muestras que fallaron, mientras que 28 conservaron más del 90% del rendimiento original. Además, se observó un aumento medio de más del 35% en el punto de máxima tensión en las muestras IM-OPV, lo que indica una mejora en la estabilidad mecánica y operativa.

Este trabajo representa la primera demostración de células solares de plástico en molde y abre nuevas posibilidades a la fotovoltaica orgánica para aplicaciones específicas que requieren simultáneamente un alto rendimiento optoelectrónico y estructural. Los investigadores creen que en el futuro, los materiales plásticos de inyección podrían ampliar aún más las ventajas de la fotovoltaica en molde en lo que respecta a la estabilidad estructural y del dispositivo, o incluso proporcionar funcionalidades ópticas adicionales.

Este estudio contribuye al ODS 9: Industria, innovación e infraestructura, al promover la investigación y el desarrollo de tecnologías sostenibles en el sector de la energía solar. Además, también se relaciona con el ODS 12: Producción y consumo responsables, al explorar formas de mejorar la eficiencia y la vida útil de los módulos fotovoltaicos orgánicos.

Para obtener más información sobre este estudio, consulte el artículo “Injection Molding Plastic Solar Cells” (Moldeo por inyección de plástico de células solares), publicado en Advanced Science.

Objetivos de Desarrollo Sostenible (ODS) relacionados con el artículo:

• ODS 7: Energía asequible y no contaminante
• ODS 9: Industria, innovación e infraestructura
• ODS 11: Ciudades y comunidades sostenibles

Metas específicas de los ODS identificadas en el artículo:

• ODS 7.2: Aumentar la proporción de energía renovable en el mix energético global
• ODS 9.4: Mejorar la infraestructura tecnológica para proporcionar acceso a servicios básicos y tecnología de la información y comunicación
• ODS 11.6: Reducir el impacto ambiental negativo per capita de las ciudades, incluido el prestando especial atención a la calidad del aire y la gestión de los desechos municipales y otros

Indicadores de los ODS mencionados en el artículo:

• Indicador 7.2.1: Proporción de la energía renovable en el consumo final de energía
• Indicador 9.4.1: Coeficiente de exportaciones de alta tecnología
• Indicador 11.6.1: Proporción de residuos municipales sólidos recogidos de forma segura

Tabla de ODS, metas e indicadores:

El artículo se centra en el desarrollo de módulos fotovoltaicos orgánicos incrustados en piezas de plástico mediante moldeo por inyección, lo que está relacionado con el ODS 7 de Energía asequible y no contaminante. La meta específica del ODS 7.2 de aumentar la proporción de energía renovable en el mix energético global se puede identificar en el artículo, ya que los módulos fotovoltaicos orgánicos son una forma de energía renovable.

Además, el artículo menciona que el moldeo por inyección es una técnica de fabricación que puede mejorar la infraestructura tecnológica para proporcionar acceso a servicios básicos y tecnología de la información y comunicación, lo que está relacionado con el ODS 9 de Industria, innovación e infraestructura. La meta específica del ODS 9.4 de mejorar la infraestructura tecnológica se puede identificar en el artículo.

También se menciona que la incrustación de módulos solares en piezas de plástico puede ayudar a reducir el impacto ambiental negativo per capita de las ciudades, lo que está relacionado con el ODS 11 de Ciudades y comunidades sostenibles. La meta específica del ODS 11.6 de reducir el impacto ambiental negativo de las ciudades se puede identificar en el artículo.

En cuanto a los indicadores de los ODS mencionados en el artículo, se puede utilizar el indicador 7.2.1 de la proporción de energía renovable en el consumo final de energía para medir el progreso hacia el objetivo del ODS 7. También se puede utilizar el indicador 9.4.1 del coeficiente de exportaciones de alta tecnología para medir el progreso hacia el objetivo del ODS 9. Además, se puede utilizar el indicador 11.6.1 de la proporción de residuos municipales sólidos recogidos de forma segura para medir el progreso hacia el objetivo del ODS 11.

¡Atención! Este espléndido artículo nace de la fuente del conocimiento, moldeado por una maravillosa tecnología patentada de inteligencia artificial que profundizó en un vasto océano de datos, iluminando el camino hacia los Objetivos de Desarrollo Sostenible. Recuerda que todos los derechos están reservados por SDG Investors LLC, lo que nos permite defender el progreso juntos.

Fuente: pv-magazine-mexico.com

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