Una molécula orgánica semiconductora descubierta por un equipo de la Universidad de Cambridge podría transformar por completo la forma en que captamos la luz solar. El hallazgo promete paneles solares más livianos, accesibles y fabricados con un solo componente, gracias a una eficiencia cercana al 100% en la generación de electricidad.
Molécula orgánica se comporta como un aislante Mott-Hubbard
El protagonista del estudio es un radical orgánico llamado P3TTM. Esta molécula contiene un electrón desapareado, característica que le otorga un comportamiento electrónico inusual. Cuando muchas de estas moléculas se disponen en película delgada, los electrones comienzan a alinearse alternadamente entre moléculas vecinas, como en los materiales conocidos como aislantes Mott-Hubbard.
Este fenómeno, más propio de sistemas inorgánicos complejos, se manifiesta aquí en una estructura puramente orgánica. Lo más relevante es que al incidir luz sobre esta película, los electrones saltan entre moléculas generando cargas positivas y negativas que pueden recolectarse para producir corriente eléctrica, sin necesidad de estructuras de doble capa.
Un salto en eficiencia para la energía solar orgánica
La eficiencia de conversión medida en laboratorio se acerca al 100%, lo que supone una mejora radical respecto a los diseños convencionales basados en donadores y aceptores de electrones. En lugar de depender de dos materiales distintos, P3TTM permite que un solo componente absorba la luz y genere las cargas necesarias para producir electricidad.
Esta simplificación puede traducirse en dispositivos más económicos y fáciles de fabricar. Además, el uso de moléculas orgánicas abre la puerta a celdas solares flexibles, adaptables y ligeras.
Conexión entre la física cuántica y la sostenibilidad energética
El descubrimiento no solo es un avance técnico, sino también un homenaje a la historia de la física. El profesor Sir Richard Friend, uno de los autores del estudio, inició su carrera influido por las ideas del físico Sir Nevill Mott, cuyo trabajo teórico ahora se manifiesta en este nuevo tipo de material. En el año del 120.º aniversario del nacimiento de Mott, su legado cobra nueva vida en tecnologías verdes.
Este avance fue posible gracias a una colaboración entre químicos y físicos del Departamento de Química Yusuf Hamied y el Laboratorio Cavendish de la Universidad de Cambridge, en un estudio publicado en la revista Nature, con apoyo del Consejo Europeo de Investigación.
Futuro de la fotovoltaica con moléculas personalizadas
La posibilidad de ajustar el comportamiento de estas moléculas mediante síntesis química abre un nuevo campo para la ingeniería de materiales solares. Estructuras como P3TTM pueden ser optimizadas para maximizar su interacción electrónica y su respuesta a distintas longitudes de onda de luz, lo que podría llevar a paneles solares más versátiles y de mayor rendimiento.
Con este tipo de avances, la energía solar basada en moléculas orgánicas deja de ser una promesa lejana para convertirse en una opción real y competitiva en la transición energética global.
Fuente: Universidad de Cambridge
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