La energ\u00eda solar tiene algo de paradoja. Cada d\u00eda nos cae encima una cantidad enorme de luz y, aun as\u00ed, una parte importante se \u201cpierde\u201d antes de convertirse en electricidad \u00fatil. Se va en forma de calor o, directamente, no llega a activar los electrones que necesitamos para generar corriente.<\/p>\n\n\n\n
Ahora, un equipo liderado por la Universidad de Kyushu (Jap\u00f3n) junto a la Universidad Johannes Gutenberg de Mainz (Alemania) ha mostrado una v\u00eda para aprovechar mejor esos fotones. En una prueba de concepto, han logrado un rendimiento cu\u00e1ntico medio cercano al 130% usando un complejo met\u00e1lico basado en molibdeno, un resultado que apunta a c\u00e9lulas solares futuras m\u00e1s eficientes, aunque todav\u00eda no listas para tejados<\/a>.<\/p>\n\n\n\n En una c\u00e9lula solar \u201ccl\u00e1sica\u201d, lo habitual es que un fot\u00f3n active como m\u00e1ximo un portador de energ\u00eda (un excit\u00f3n o un electr\u00f3n excitado, seg\u00fan c\u00f3mo se mire el proceso). El problema es que no todos los fotones son igual de \u00fatiles, y ah\u00ed empieza la fuga.<\/p>\n\n\n\n Los fotones con poca energ\u00eda (por ejemplo, parte del infrarrojo) no llegan al umbral necesario para excitar electrones, y los fotones muy energ\u00e9ticos (como los azulados) suelen desperdiciar el exceso como calor. Por eso se habla del l\u00edmite de Shockley Queisser como un techo f\u00edsico para una c\u00e9lula de una sola uni\u00f3n, que en la pr\u00e1ctica se traduce en que solo se aprovecha una fracci\u00f3n de la luz disponible.<\/p>\n\n\n\n Aqu\u00ed entra un concepto que suena a ciencia ficci\u00f3n pero es bastante directo. La fisi\u00f3n de singlete es un proceso por el que un excit\u00f3n de alta energ\u00eda puede \u201cdividirse\u201d y acabar generando dos excitones de tipo triplete, en vez de quedarse en uno solo.<\/p>\n\n\n\n Dicho en lenguaje de calle, ser\u00eda como intentar que un billete grande no se pierda en comisiones y puedas cambiarlo por dos billetes \u00fatiles. En teor\u00eda, esto permitir\u00eda acercarse a rendimientos cu\u00e1nticos de hasta el 200% en condiciones ideales, porque un fot\u00f3n podr\u00eda dar lugar a dos portadores aprovechables.<\/p>\n\n\n\n El matiz importante es que la teor\u00eda no paga facturas por s\u00ed sola. El reto real ha sido siempre el mismo, conseguir que esa energ\u00eda extra no se escape antes de poder \u201ccobrarla\u201d en forma de electricidad.<\/p>\n\n\n\n Aunque la fisi\u00f3n de singlete se conoce desde hace tiempo en ciertos semiconductores org\u00e1nicos, capturar lo que produce es otra historia. En muchos montajes, la energ\u00eda acaba desvi\u00e1ndose mediante un proceso par\u00e1sito llamado transferencia de energ\u00eda de resonancia de F\u00f6rster (FRET), que act\u00faa como un atajo indeseado.<\/p>\n\n\n\n El propio Yoichi Sasaki, profesor asociado en la Universidad de Kyushu, lo explica con claridad. \u201cLa energ\u00eda se puede \u2018robar\u2019 f\u00e1cilmente\u201d por ese mecanismo antes de que la multiplicaci\u00f3n sea \u00fatil, as\u00ed que necesitaban \u201cun aceptor de energ\u00eda que capturara de forma selectiva\u201d esos excitones triplete tras la fisi\u00f3n.<\/p>\n\n\n\n Y aqu\u00ed est\u00e1 la clave del avance. No se trata solo de generar m\u00e1s portadores, sino de poner una red lo bastante r\u00e1pida y espec\u00edfica para atraparlos a tiempo. Si no, el fot\u00f3n \u201cdoble\u201d se queda en una promesa.<\/p>\n\n\n\n La soluci\u00f3n del equipo ha sido recurrir a complejos met\u00e1licos dise\u00f1ables, en este caso un emisor basado en molibdeno<\/a> descrito como \u201cspin flip\u201d. En estas mol\u00e9culas, un electr\u00f3n puede cambiar su esp\u00edn durante la absorci\u00f3n o emisi\u00f3n de luz (en el infrarrojo cercano), y eso permite que el sistema acepte justo la energ\u00eda en estado triplete que interesa.<\/p>\n\n\n\n En el laboratorio, combinaron este complejo con materiales<\/a> basados en tetraceno<\/a> en soluci\u00f3n, ajustando niveles de energ\u00eda para reducir las p\u00e9rdidas asociadas a FRET. El resultado fue un rendimiento cu\u00e1ntico de alrededor del 130%, con valores en el rango aproximado del 112% al 132%, lo que equivale a excitar cerca de 1,3 complejos por cada fot\u00f3n absorbido.<\/p>\n\n\n\n \u00bfSignifica esto que las placas<\/a> solares van a producir un 30% m\u00e1s ma\u00f1ana? No. Significa que, en un esquema de conversi\u00f3n de luz, han demostrado que se pueden generar y capturar m\u00e1s portadores de energ\u00eda que fotones entrantes, algo que abre una puerta real para superar l\u00edmites que parec\u00edan inamovibles. Y eso se nota, al menos en el mapa de ruta cient\u00edfico.<\/p>\n\n\n\n La propia universidad lo deja claro, estamos ante una prueba de concepto. El experimento se ha hecho en fase de soluci\u00f3n y el siguiente paso es llevar esos dos tipos de materiales a estado s\u00f3lido, donde todo se complica porque entran en juego estabilidad, compatibilidad de capas y fabricaci\u00f3n.<\/p>\n\n\n\n En la pr\u00e1ctica, esto significa pasar de un resultado brillante en condiciones controladas a un dispositivo que aguante calor, humedad, luz intensa durante a\u00f1os y procesos industriales. Si alguien piensa en su tejado o en la factura<\/a> de la luz, la lectura honesta es esta, a\u00fan queda recorrido, pero el camino empieza a estar mejor se\u00f1alado.<\/p>\n\n\n\n Adem\u00e1s, el trabajo sugiere aplicaciones que van m\u00e1s all\u00e1 de la fotovoltaica, desde LED m\u00e1s eficientes hasta l\u00edneas de investigaci\u00f3n en tecnolog\u00edas cu\u00e1nticas. Pero, de nuevo, con el mismo matiz, primero hay que convertir el \u201cfunciona en laboratorio<\/a>\u201d en \u201cfunciona en el mundo real\u201d.<\/p>\n\n\n\n La nota de prensa oficial se ha publicado en Kyushu<\/em><\/a>.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":" La energ\u00eda solar tiene algo de paradoja. Cada d\u00eda nos cae encima una cantidad enorme de luz y, aun as\u00ed, … <\/p>\nUn techo que lleva d\u00e9cadas ah\u00ed<\/h2>\n\n\n\n
Cuando un fot\u00f3n puede \u201cvaler por dos\u201d<\/h2>\n\n\n\n
El gran enemigo era la p\u00e9rdida por el camino<\/h2>\n\n\n\n
El papel del molibdeno y el \u201cspin flip\u201d<\/h2>\n\n\n\n
Qu\u00e9 falta para verlo en paneles reales<\/h2>\n\n\n\n