Este documento describe las celdas solares orgánicas, incluyendo su función, tipos (de una sola capa, bicapa y heterojuntura), ventajas y desventajas. Las celdas solares orgánicas convierten la energía solar en energía eléctrica a través del efecto fotovoltaico utilizando materiales orgánicos como polímeros conjugados. Aunque su eficiencia actual es baja, las celdas solares orgánicas ofrecen ventajas como bajo costo, flexibilidad y bajo impacto ambiental.

1. Celdas solares orgánicas
• Martínez Rojas Diego Alonso
•
• Rosas Delgadillo Karen Yael
•
• Larios Moreno Juan Manuel
• Rosas Ortiz Gerardo Zabdiel
• José Luis Cruz Vázquez
• Gonzalez Rosales Cesar Alain

2. INTRODUCCIÓN
Las celdas solares orgánicas juegan un papel muy importante,
desde su descubrimiento hasta la actualidad, desarrolladas con el
propósito de disminuir factores como contaminación, costo por
producción, y hacer de ella una alternativa en la industria de
energías.
En este trabajo explicaremos factores importantes como, qué es una
celda orgánica, tipos de celdas orgánicas (una capa, bicapa y
heterojuntura), función de una celda orgánica, eficiencia eléctrica,
a si como también ventajas y desventajas, y sus aplicaciones.

3. CELDAS SOLARES
Una celda solar es un dispositivo a base de
materiales semiconductores como el silicio,
con el propósito de trasformar la energía
fotónica en energía eléctrica, cuyo proceso se
le conoce como efecto fotovoltaico

4. Efecto fotovoltaico
Estos dispositivos están hechos de dos
tipos de materiales semiconductores,
uno de carga positiva (p) y otro de carga
negativa (n).
•Fotón.
•El trabajo de la celda es provocar que
los electrones libres vayan de un
material semiconductor a otro en busca
de un “hueco” que llenar.
•Esto produce una diferencia de
potencial y por tanto una corriente
eléctrica.

5. El efecto fotovoltaico se
descubrió por la década de los
1838, por Edmond Becquerel,
un físico francés, quien generó
una fotocorriente al iluminar
dos electrodos de platino,
recubiertos con bromuro o
cloruro de plata sumergidos en
una solución acuosa.

6. Celda solar orgánica
• La búsqueda de fuentes de energía
alternativas a los combustibles fósiles a
permitido el desarrollo y uso de diferentes
tecnologías basadas en el uso de la energía
solar, por ejemplo
• Las celdas solares basadas en compuestos
orgánicos que ofrecen grandes ventajas no
solo en aspectos económicos si no también
ambientales y tecnológicos y es por ello
que este ha ido evolucionando desde su
comienzo.

7. Celdas solares orgánicas de una sola capa
• Conformado por una sola capa de un polímero conjugado entre
dos electrodos metálicos que tenían como función la generación de
un campo eléctrico
Esquema de una celda solar de una sola capa. (b). Brecha
de energía entre el HOMO y LUMO para una celda solar de
una sola capa

8. Celdas solares bicapa(Concepto de heterojuntura)
• Se tomaron los mismos conceptos y configuración de las
celdas solares inorgánicas. Se baso en la heterojuntura de
dos materiales con distintas afinidades electrónicas y de
potenciales de ionización
Celda solar con heterojuntura. (a). Esquema de una celda
solar basado en la heterojuntura. (b). Disposición de las
bandas de energía

9. Heterojuntura en volumen
• Este tipo de celdas tiene como capa
activa una película delgada (100 nm
aprox.) que está compuesta por una
mezcla homogénea de un donor
(polímero semiconductor altamente
conjugado) y un aceptor de electrones
(generalmente un derivado de
fullereno).
Sección transversal de una celda
solar con estructura
heterojuntura en el volumen

10. Funcionalidad
• La absorción de fotones (a)
por parte de la capa activa,
genera una transición
electrónica entre estados
HOMO y LUMO del material
donor,
• Lograr un sistema de pares
electrón-hueco conocidos
como excitones (b),
localizados en la estructura
del compuesto.
• Se difunden hasta la
interface con el material
aceptor donde se disocian
generando portadores de
carga libres (c)
• Movimiento independiente
a través de cada material
Procesos que ocurren dentro de
la capa absorbente de una celda
solar orgánica..

11. Ventajas
• Pueden adaptarse a cualquier superficie ya que son flexibles
• Son menos frágiles y eso hace que facilite su mantenimiento
• Son ecológicas por que son biodegradables y sus residuos no
contaminan como lo hace las celdas inorgánicas
• Su transportación e instalación es mas fácil porque son
ligeras
• Pueden funcionar en soportes transparentes ideales para
instalar en ventanas
• Su fabricación es muchísimo mas económica
• Por su bajo costo esto le hace competitiva contra otras
energías renovables

12. Desventajas
• Son rápidamente degradables
• Tienen poca estabilidad
• Su eficiencia energética es muy baja

13. Evolución de le eficiencia
• 1975 fue del 0.001%
• 1986 fue del 1%
• 2006 fue de 5.5%
• 2009 fue de 6.1%
• Entre el 2011 y 2012 es superior al 9%

14. Eficiencia
La eficiencia de celdas solares orgánicas no ha sido mejor
que las otras celdas solares, sin embargo, su desarrollo
muestra resultados favorables que disminuirían costo en
tecnología y aumentaría su eficiencia conforme sigue su
desarrollo.
Evolución de las eficiencias para diferentes tecnologías en
celdas solares

15. Aplicaciones de las celdas orgánicas
Prototipos como portafolios, mochilas, carpas para fiestas,
circos, estaciones de autobuses, ventanas de edificios, encima
del coche, utilizados como equipos alimentadores de energía
a productos pequeños como los celulares, lámparas de
iluminación, ventiladores pequeños, cargadores

17. GRACIAS POR SU
ATENCIÓN