Descubren que el grafeno es capaz de convertir la energía solar en electricidad

Estructura del grafeno

Una investigación del Instituto de Ciencias Fotónicas (ICFO) de Barcelona ha puesto de manifiesto una nueva propiedad, hasta ahora desconocida, del grafeno: su gran eficiencia al convertir la energía lumínica en electrones y, por tanto, en corriente eléctrica, lo que podría suponer una revolución en el campo de la energía fotovoltaica.

 

Los científicos del ICFO, un centro dependiente de la Universidad Politécnica de Cataluña (UPC) con sede en Castelldefels (Barcelona), consideran que este hallazgo supondrá una revolución en el campo de la tecnología y la energía solar durante este siglo, comparable a lo que supuso la fabricación del plástico en el siglo XX.


La investigación del ICFO, que ha publicado la revista Nature Physics y en la que ha colaborado el Massachussets Institute of Techology (Estados Unidos), el Max Planck Institute for Polymer Research (Alemania) y la empresa Graphenea S.L. de San Sebastián, ha demostrado que el grafeno es capaz de convertir un fotón en múltiples electrones que pueden conducir corriente eléctrica.

 

Este prometedor descubrimiento convierte el grafeno, una sustancia formada por carbono puro, en una importante alternativa para la tecnología de energía solar, actualmente basada en semiconductores convencionales como el silicio.

 

En la mayoría de los materiales, un fotón absorbido genera un solo electrón, pero en el caso del grafeno hemos visto que un fotón absorbido es capaz de producir muchos electrones excitados, y por lo tanto una señal eléctrica mayor, ha explicado Frank Koppens, que encabeza el grupo de la investigación en ICFO. Según Koppens, esta característica hace del grafeno un material ideal para la construcción de cualquier dispositivo que quiera convertir la luz solar en electricidad, como potenciales células solares o detectores de luz que absorban la energía del sol con pérdidas mucho menores.

 

El experimento ha consistido en mandar un número conocido de fotones a diferentes energías sobre una capa fina de grafeno. Hemos visto que los fotones de alta energía inducen un mayor número de electrones excitados que los fotones de baja energía, por ejemplo, los infrarrojos, ha explicado Klass-Jan Tielrooij, investigador del ICFO que ha realizado el experimento.

 

En ambos casos, siempre era igual o superior al número de fotones mandado. Esta relación nos muestra que el grafeno convierte la luz en electricidad con una eficiencia muy alta. Hasta ahora se especulaba que el grafeno tenía un gran potencial para convertir luz en electricidad, pero ahora hemos visto que es incluso mejor de lo esperado, ha añadido.

 

Nuestro próximo reto será encontrar formas para extraer la corriente eléctrica y mejorar la absorción del grafeno, lo cual, añade Koppens, dará paso a células solares mucho más eficientes.

 

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