Ni silicio ni perovskita: este material multiplica por tres la potencia de los paneles solares del futuro

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Un equipo de la Universidad de Kyushu y de la Universidad Johannes Gutenberg ha abierto una nueva vía para los paneles solares del futuro con ayuda del molibdeno, según un estudio publicado en el Journal of the American Chemical Society. El avance apunta a una captación energética muy superior a la de las células solares convencionales.

Durante años, la industria fotovoltaica ha convivido con una barrera difícil de esquivar: buena parte de la luz solar se pierde antes de convertirse en electricidad útil. Ese tope teórico, conocido como límite de Shockley-Queisser, explica por qué las tecnologías actuales solo aprovechan una fracción de la radiación que llega del Sol, incluso cuando el recurso energético disponible es enorme.

La clave de esta investigación está en un complejo metálico basado en molibdeno que ha demostrado una capacidad singular para recoger energía. El trabajo describe una estrategia apoyada en la llamada fisión de singlete, un proceso con el que un único fotón de alta energía puede acabar generando dos excitones, es decir, dos portadores energéticos aprovechables.

Cómo rompe el límite

Ese mecanismo llevaba tiempo despertando interés, pero arrastraba un obstáculo decisivo. Antes de que esa energía extra pudiera utilizarse, otro proceso parásito, la transferencia de energía de resonancia de Förster, la desviaba y reducía de forma drástica su utilidad. Dicho de otro modo, la multiplicación energética existía sobre el papel, pero resultaba muy difícil conservarla el tiempo suficiente como para convertirla en una ventaja real.

Ahí es donde entra el papel del emisor spin-flip desarrollado con molibdeno. Según explicó el profesor asociado Yoichi Sasaki, "Tenemos dos estrategias principales para superar este límite". La que explora su equipo consiste en usar la fisión de singlete para generar dos excitones a partir de la energía absorbida y, después, capturarlos de forma selectiva para impedir que se pierdan por el camino.

Los investigadores ajustaron con precisión los niveles de energía del sistema y combinaron este complejo con materiales basados en tetraceno en solución. El resultado fue un rendimiento cuántico de entre el 112% y el 132%, con una media cercana al 130%. Traducido a un lenguaje menos técnico, el dispositivo logró activar aproximadamente 1,3 complejos de molibdeno por cada fotón absorbido, una cifra que rebasa notablemente el umbral convencional.

Qué supone para la energía solar

El hallazgo no significa que vayamos a ver de inmediato tejados cubiertos con esta nueva generación de placas solares. La propia Universidad de Kyushu subraya que se trata de una prueba de concepto lograda en laboratorio y todavía en fase líquida. El siguiente paso será trasladar esa arquitectura al estado sólido, donde deberá demostrar que puede integrarse de forma estable en células solares funcionales.

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R. Badillo

Aun así, el alcance potencial del descubrimiento es notable. Si esta vía termina consolidándose, podría impulsar paneles solares más potentes, además de abrir nuevas aplicaciones en leds ultraeficientes, espintrónica y tecnologías cuánticas emergentes. Lo más llamativo es que la pieza central del avance sea un material conocido desde hace décadas por la industria pesada, ahora convertido en candidato para exprimir mejor cada fotón que llega desde el Sol.