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Células fotovoltaicas orgánicas con rendimiento récord

03.12.2018

Los científicos de materiales de la Universidad de Erlangen - Nuremberg establecieron un nuevo récord de eficiencia de las células fotovoltaicas orgánicas que no utilizan fullerenos. A través de varias optimizaciones complejas, lograron una eficiencia de conversión de energía del 12,25 por ciento por centímetro cuadrado. Lograr esta área era necesario para comenzar la producción de prototipos de trabajo.

En los últimos años se han producido importantes avances en el campo de los sistemas fotovoltaicos orgánicos (OPS). En la mayoría de los casos, las células solares orgánicas constan de dos capas de semiconductores: una de ellas sirve como donante de electrones y la otra como aceptor o conductora de electrones. A diferencia de las celdas de silicio, que se obtienen a partir de una deposición por fusión o al vacío, las capas de polímero en OFS se obtienen mediante la deposición directa de una solución sobre una película portadora. Por un lado, esto significa costos de producción relativamente bajos y, por otro lado, estos módulos flexibles son más fáciles de usar que los de silicio en entornos urbanos reducidos. Durante mucho tiempo, los fullerenos (nanopartículas de carbono) se consideraron aceptores ideales, pero las pérdidas inherentes de los compuestos basados en fullereno reducen significativamente su eficacia. Así, el resultado obtenido en la Universidad de Erlangen-Nuremberg supone un cambio de paradigma en este ámbito.

Los aumentos significativos en la eficiencia y la confiabilidad significan que los OFS híbridos imprimibles se están volviendo comercialmente viables. Sin embargo, para crear prototipos aptos para aplicaciones prácticas, la tecnología debe transferirse de milímetros cuadrados de laboratorio a un área estándar de un centímetro cuadrado.

Los científicos han podido reducir significativamente las pérdidas ajustando los parámetros de absorción de luz, los niveles de energía y la microestructura de los semiconductores orgánicos. El objetivo principal de esta optimización fue la compatibilidad del donante y el aceptor y el equilibrio entre la densidad de corriente y el voltaje en el circuito, lo cual es importante para la potencia de la energía generada.

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Se ha demostrado la existencia de una regla de entropía para el entrelazamiento cuántico 09.05.2024

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Mini aire acondicionado Sony Reon Pocket 5 09.05.2024

El verano es una época de relajación y viajes, pero muchas veces el calor puede convertir esta época en un tormento insoportable. Conozca un nuevo producto de Sony: el mini aire acondicionado Reon Pocket 5, que promete hacer que el verano sea más cómodo para sus usuarios. Sony ha presentado un dispositivo único: el mini acondicionador Reon Pocket 5, que proporciona refrigeración corporal en los días calurosos. Con él, los usuarios pueden disfrutar de frescura en cualquier momento y en cualquier lugar simplemente usándolo alrededor del cuello. Este mini aire acondicionado está equipado con ajuste automático de modos de funcionamiento, así como sensores de temperatura y humedad. Gracias a tecnologías innovadoras, Reon Pocket 5 ajusta su funcionamiento en función de la actividad del usuario y las condiciones ambientales. Los usuarios pueden ajustar fácilmente la temperatura mediante una aplicación móvil dedicada conectada mediante Bluetooth. Además, para mayor comodidad, se encuentran disponibles camisetas y pantalones cortos especialmente diseñados, a los que se puede colocar un mini acondicionador. El dispositivo puede oh ... >>

Energía del espacio para Starship 08.05.2024

Producir energía solar en el espacio es cada vez más factible con la llegada de nuevas tecnologías y el desarrollo de programas espaciales. El director de la startup Virtus Solis compartió su visión de utilizar la nave espacial SpaceX para crear plantas de energía orbitales capaces de alimentar la Tierra. La startup Virtus Solis ha presentado un ambicioso proyecto para crear plantas de energía orbitales utilizando la nave Starship de SpaceX. Esta idea podría cambiar significativamente el campo de la producción de energía solar, haciéndola más accesible y barata. El núcleo del plan de la startup es reducir el coste de lanzar satélites al espacio utilizando Starship. Se espera que este avance tecnológico haga que la producción de energía solar en el espacio sea más competitiva con respecto a las fuentes de energía tradicionales. Virtual Solís planea construir grandes paneles fotovoltaicos en órbita, utilizando Starship para entregar el equipo necesario. Sin embargo, uno de los principales desafíos ... >>

Nuevo método para crear baterías potentes 08.05.2024

Con el desarrollo de la tecnología y el uso cada vez mayor de la electrónica, la cuestión de crear fuentes de energía eficientes y seguras se vuelve cada vez más urgente. Investigadores de la Universidad de Queensland han revelado un nuevo enfoque para crear baterías de zinc de alta potencia que podrían cambiar el panorama de la industria energética. Uno de los principales problemas de las baterías recargables tradicionales a base de agua era su bajo voltaje, que limitaba su uso en dispositivos modernos. Pero gracias a un nuevo método desarrollado por los científicos, este inconveniente se ha superado con éxito. Como parte de su investigación, los científicos recurrieron a un compuesto orgánico especial: el catecol. Resultó ser un componente importante que puede mejorar la estabilidad de la batería y aumentar su eficiencia. Este enfoque ha dado lugar a un aumento significativo del voltaje de las baterías de iones de zinc, haciéndolas más competitivas. Según los científicos, estas baterías tienen varias ventajas. tienen b ... >>

Contenido de alcohol de la cerveza caliente. 07.05.2024

La cerveza, como una de las bebidas alcohólicas más comunes, tiene su propio sabor único, que puede cambiar según la temperatura de consumo. Un nuevo estudio realizado por un equipo internacional de científicos ha descubierto que la temperatura de la cerveza tiene un impacto significativo en la percepción del sabor alcohólico. El estudio, dirigido por el científico de materiales Lei Jiang, encontró que a diferentes temperaturas, las moléculas de etanol y agua forman diferentes tipos de agrupaciones, lo que afecta la percepción del sabor alcohólico. A bajas temperaturas, se forman más racimos piramidales, lo que reduce el sabor picante del "etanol" y hace que la bebida tenga un sabor menos alcohólico. Por el contrario, a medida que aumenta la temperatura, los racimos se vuelven más encadenados, lo que da como resultado un sabor alcohólico más pronunciado. Esto explica por qué el sabor de algunas bebidas alcohólicas, como el baijiu, puede cambiar en función de la temperatura. Los datos obtenidos abren nuevas perspectivas para los fabricantes de bebidas, ... >>

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Un nuevo tipo de cuasicristales extraños 17.01.2019

Físicos y químicos de la Universidad de Brown han creado por primera vez una red de cuasicristales autoensamblables, que consta de puntos cuánticos de una forma estrictamente definida. Retículos cuasicristalinos similares ya se han descrito matemáticamente y calculado en el curso de complejas simulaciones por computadora más de una vez, pero nadie ha podido demostrar previamente su creación, como se dice, en vivo.

Recordamos a nuestros lectores que los cristales son estructuras formadas por componentes homogéneos y que poseen simetría en una o más coordenadas espaciales. En otras palabras, si tomamos cualquier sección del cristal y la desplazamos a cierta distancia a lo largo del eje de simetría, la estructura de la sección desplazada coincidirá completamente con la estructura de la sección "no desplazada". Los cuasicristales no tienen tal simetría, sus componentes están ordenados en el espacio, pero la estructura de un cuasicristal no se repite.

La descripción matemática de los cuasicristales es bastante fácil de crear, pero, como se pensaba anteriormente, la creación de estructuras cristalinas aperiódicas en realidad es imposible. Hace algún tiempo, los científicos ya observaron indicios de la existencia de cuasicristales en aleaciones de aluminio que han pasado por un complejo proceso de síntesis y tratamiento térmico, y este hecho fue la primera confirmación de la posibilidad de su existencia. En la actualidad, el hecho de la existencia de cuasicristales se considera ya probado, y se consideran un nuevo tipo de material potencialmente útil.

Así que volvamos al material creado en la Universidad de Brown. Curiosamente, los científicos inicialmente ni siquiera pensaron en cuasicristales, su tarea era encontrar nuevos métodos para construir macroestructuras a partir de componentes nanométricos. Uno de los tipos de componentes era un punto cuántico piramidal, una partícula tetraédrica, de aproximadamente un nanómetro de tamaño. Los cálculos preliminares han demostrado que tal forma permitirá "empaquetar" en un cierto volumen de espacio un mayor número de tales partículas que las partículas de forma esférica tradicional.

Las partículas tetraédricas tenían una característica más, se comportaban e interactuaban con las partículas vecinas de diferentes maneras, dependiendo de su orientación espacial actual. Y como resultado de esto, después de un tiempo, todas las partículas se ordenaron espontáneamente, creando una estructura compleja, que se conoce como una superred casi transparente.

Los estudios de microscopía electrónica de esta estructura han demostrado que las partículas forman patrones decagonales, unidos por una simetría de un tipo que nunca se encuentra en los cristales tradicionales. La única excepción son los límites del material, donde, para llenar el espacio de manera óptima, las partículas se combinan en patrones con menos esquinas.

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