Ha sido descubierta una molécula que supera al silicio y a la perovskita en la construcción de paneles solares, apuntando a convertirse en el futuro de la energía solar. El silicio se utilizó para crear la primera célula solar moderna y marcaría el inicio de la comercialización de estos dispositivos. Luego surgiría la perovskita, un compuesto mineral que significaría un avance significativo en el desarrollo de la industria fotovoltaica por su alta eficiencia y menor coste. Pero ahora un grupo de científicos anuncia haber dado un salto gigantesco porque han efectuado el asombroso descubrimiento de un material que revolucionará la forma de obtener electricidad con el poder del sol.
Una molécula insuperable
La evolución que ha tenido el diseño y fabricación de paneles fotovoltaicos en los últimos años ha sido impactante, generándose soluciones cada vez más eficientes y accesibles. El impulso lo ha dado tanto el deseo de adaptarlos a diferentes ambientes como de captar mejor la luz solar y hacerlos más económicos.
Hasta hace poco la perovskita era presentada como un excelente material para la fabricación de places solares debido a su alta eficiencia en la conversión de luz solar en electricidad, pero debido a su menor resistencia a la humedad y las altas temperaturas, además de una vida útil más corta, resulta ser una solución más costosa.
Afortunadamente, se encuentra en desarrollo una molécula orgánica con la capacidad de convertir la totalidad de la luz en energía eléctrica sin necesidad de utilizar otro elemento adicional. Detrás de este desarrollo se encuentra un grupo de científicos de la Universidad de Cambridge.
La manifestación de este fenómeno cuántico de carácter excepcional por parte de esta molécula podría representar un hito porque permitiría simplificar la producción de energía solar. No se requeriría de pesadas estructuras ni muchos materiales, bastaría con una simple, barata y liviana celda solar. En esencia, representa una solución más efectiva a menor coste.
Ese intranquilo comportamiento que los lleva a saltar de una a otra es lo que produce esa alta eficiencia
Lograr paneles solares más baratos, ligeros y eficientes para producir más energía eléctrica es el propósito actual de los científicos abocados al estudio de esta molécula que se encuentra en un material orgánico que ha sido llamado P3TTM. Se trata de una molécula radical spin que se encuentra en un material ampliamente utilizado en tecnologías LEDs, dadas su estabilidad química y extrema luminosidad.
Los científicos han descubierto que los electrones de estas moléculas adquieren un comportamiento particular cuando estas son agrupadas para formar una película delgada. Específicamente, se comportan cuánticamente como un aislante de Mott-Hubbard asociado a la mayoría de los casos con óxidos de metales de carácter inorgánico.
Tal vez no se trate de electrones oscuros pero la absorción de luz por este material hace que estas partículas subatómicas salten de una molécula a otra, lo que genera de inmediato dos cargas, una positiva y otra negativa. Por consiguiente, son estos saltos cuánticos los que generan la electricidad que estaría disponible para su recolección.
Ya no hacen falta dos: La realidad es que con uno solo se produce más y a menor coste
La clave del descubrimiento de la Universidad de Cambridge es que a diferencia de los paneles solares convencionales que requieren de dos materiales distintos, lo cual complica y encarece la fabricación del dispositivo, la P3TTM se basta por sí sola para llevar a cabo el proceso de separación de cargas denominado «Homojunción».
La comprobación fue la construcción de una célula solar utilizando solo una delgada capa de P3TTM que al ser iluminada recolectó un 100% de carga. En otras palabras, prácticamente cada fotón de luz incidente sobre el material pudo convertirse en electricidad netamente útil.
En conclusión, este hallazgo efectuado por un grupo de científicos de la Universidad de Cambridge representaría un salto gigantesco dentro de la tecnología fotovoltaica, porque el descubrimiento de este material revolucionaría la forma de obtener electricidad con las radiaciones del sol. Se trata de moléculas orgánicas capaces de recolectar toda la luz a la que es expuesta para convertirla en energía eléctrica sin necesidad de utilizar otro elemento adicional. La maximización de la capacidad de absorción de reacciones solares y la generación de electricidad de esta molécula implicaría la fabricación de paneles solares más baratos, ligeros y eficientes.
