Las placas solares bifaciales de FutureVoltaics se colocan en vertical y reciben luz de los reflectores.

Las placas solares bifaciales de FutureVoltaics se colocan en vertical y reciben luz de los reflectores. FutureVoltaics

Ciencia

Japón rompe el techo de la energía solar con un nuevo avance que alcanza el 130% de rendimiento cuántico

Un sistema con tetraceno y molibdeno supera el 100% de rendimiento cuántico y abre ruta a fotovoltaica más eficiente.

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Las claves

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Investigadores de la Universidad de Kyushu lograron un rendimiento cuántico cercano al 130% en un sistema experimental de energía solar.

El avance utiliza un complejo metálico de molibdeno y la fisión singlete para duplicar excitaciones útiles por cada fotón absorbido.

El sistema demostró su eficacia en laboratorio, superando el límite teórico de eficiencia de las células solares convencionales.

El reto ahora es trasladar esta tecnología experimental a sistemas sólidos y compatibles con paneles solares comerciales.

Japón acaba de poner sobre la mesa un avance en la energía solar llamativo. Un equipo de la Universidad de Kyushu, junto a la Universidad Johannes Gutenberg de Maguncia, ha logrado un rendimiento cuántico cercano al 130% en un sistema experimental.

La cifra impresiona porque parece romper una regla básica, pero no significa que una placa solar convierta el 130% de la luz en electricidad. Lo que mide aquí el rendimiento cuántico es cuántas excitaciones útiles se obtienen por cada fotón absorbido.

El trabajo, publicado en Journal of the American Chemical Society, usa un complejo metálico de molibdeno capaz de capturar energía multiplicada por un proceso llamado fisión singlete. Kyushu lo presenta como una vía para superar límites clásicos de conversión solar.

La idea de fondo es relativamente sencilla. En una célula solar convencional, un fotón suele generar una sola excitación aprovechable. Si ese fotón tiene más energía de la necesaria, parte de ese exceso se pierde como calor.

Ahí aparece el interés de la fisión singlete. Este proceso permite que una excitación de alta energía se divida en dos excitones triplete de menor energía, una especie de duplicación útil que podría mejorar el aprovechamiento de ciertos fotones.

Aún está en laboratorio

La Universidad de Kyushu explica que el equipo ha usado un emisor de tipo “spin-flip” basado en molibdeno para recoger esos excitones triplete. El objetivo era evitar que la energía se escapara antes de poder ser aprovechada.

Ese detalle técnico es importante porque la fisión singlete lleva años considerada una promesa difícil de convertir en tecnología práctica. El problema no era solo generar los excitones adicionales, sino capturarlos de forma selectiva antes de que se disiparan.

El sistema combinó materiales basados en tetraceno con el complejo de molibdeno y demostró conversión y recolección de energía en solución, con un rendimiento cuántico efectivo de alrededor del 130%.

La clave está en que el molibdeno actúa como una especie de receptor bien afinado. Puede aceptar los excitones triplete generados por la fisión singlete y reducir pérdidas asociadas a rutas competidoras, como la transferencia de energía por resonancia de Förster.

El hallazgo apunta directamente al límite de Shockley-Queisser, la barrera teórica que restringe la eficiencia máxima de una célula solar convencional de una sola unión. ScienceAlert recuerda que ese techo suele situarse en torno al 33% para este tipo de dispositivos.

Pero el salto del laboratorio al tejado todavía es enorme. Los experimentos se han realizado en solución y a escala molecular, no en un panel comercial conectado a una red eléctrica ni en una célula solar lista para fabricarse en masa.

Los propios análisis técnicos subrayan esa cautela. El siguiente reto será trasladar este comportamiento a sistemas sólidos, estables y compatibles con arquitecturas reales de células solares, donde aparecen problemas de durabilidad, integración y fabricación.

Aun así, el avance tiene peso porque ataca una pérdida muy concreta de la energía solar. Si se consigue recuperar parte de la energía que hoy se transforma en calor, las futuras placas podrían ser más eficientes sin depender solo de captar más luz.