Un grupo de especialistas pertenecientes al departamento de química y biología química de la Cornell University han desarrollado una metodología para organizar moléculas empleadas hasta ahora en tintes orgánicos. El resultado han sido materiales para incorporar a células solares flexibles y baratas. Estas células estarían enfocadas al diseño de paneles y dispositivos solares con mayor versatilidad y funcionalidad, teniendo en cuenta que los paneles actuales resultan complicados de manejar por su rigidez, con esta aplicación se incrementaría el campo de utilización.
Los resultados de la investigación han sido publicados en la revista Nature Chemistry, y también mediante nota de prensa de la Cornell University.
El equipo dirigido por el profesor William R. Dichtel utiliza las moléculas orgánica empleadas en tintes, las cuales se ensamblan en una estructura conocida como COF “Covalent Organic Framework” (marco orgánico covalente). El material resultante es ideal para el desarrollo de células solares más eficientes, funcionales y prácticas. Con estos materiales las células serán más delgadas, flexibles y baratas. Pese a todo a día de hoy resulta difícil organizar las moléculas de forma fiable, para de esta forma maximizar el rendimiento de los paneles solares.
La investigación realizada permite avanzar en los métodos conocidos hasta ahora en la creación de este tipo de materiales, los cuales tenían limitaciones significativas. Según Dichtel “se ha desarrollado un método completamente nuevo para confeccionar las materias primas necesarias para las nuevas células solares”. “El proceso ha logrado ensamblar las moléculas orgánicas en una hoja de doble dimensión, que terminan formando una especie de red hasta conseguir el material buscado”.
El proceso aplicado es reversible, permite corregir errores en el proceso. Como resultado se consigue una estructura molecular que mantiene el ordenamiento de forma precisa y predecible en grandes superficies. Se ha utilizado la difracción por Rayos X para confirmar la estructura molecular y la porosidad del material.
En la composición de esta nueva estructura son claves la moléculas ftalocianinas (tintes industriales comunes), utilizadas industrialmente en el tinte de los pantalones vaqueros azules. Su importancia radica en la estrecha relación de su estructura con la de la clorofila. Este tipo de compuesto capta casi todo el espectro de la luz solar, propiedad especial que permite crear materiales orgánicos únicos
La estructura desarrollada no es aún una célula solar, pero es un modelo que permite un gran avance en el empleo de los materiales COF con estos fines. El siguiente paso es combinar la estructura creada con otro material orgánico, lo que permitiría crear células solares ligeras, flexibles, altamente eficientes y fáciles de fabricar.
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