 |
| El grafeno convierte la luz en electricidad |
Investigadores del Instituto de Ciencias Fotónicas
(ICFO) y otros centros internacionales han demostrado que el grafeno
puede transformar los fotones de luz en electricidad con gran
eficiencia. El estudio, que publica la revista Nature Physics, puede
ayudar al desarrollo de nuevas tecnologías en energía solar.
Un equipo del Instituto de Ciencias Fotónicas (ICFO), en colaboración
con el Massachussets Institute of Techology de Estados Unidos, el Max
Planck Institute for Polymer Research de Alemania y Graphenea S.L. de
Donostia-San Sebastián, muestran en Nature Physics que el grafeno es
capaz de convertir un fotón absorbido en múltiples electrones que pueden
conducir corriente eléctrica.
Este prometedor descubrimiento convierte el grafeno 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” explica Frank Koppens, líder del grupo de la
investigación en ICFO.
Esta característica hace del grafeno el ladrillo ideal para la
construcción de cualquier dispositivo que quiera convertir la luz en
electricidad. En particular, permite la producción de potenciales
células solares y 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 –por ejemplo, los de color violeta– inducen
un mayor número de electrones excitados que los fotones de baja energía
–por ejemplo, los infrarrojos–”, explica Klass-Jan Tielrooij,
investigador del ICFO que ha realizado el experimento.
“En ambos casos siempre era igual o superior al número de fotones
mandado –prosigue–. 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”.
Aunque aún hay algunos aspectos que los científicos están tratando de
mejorar, como la baja absorción del número de fotones, el grafeno tiene
el potencial de provocar cambios radicales en muchas tecnologías
actualmente basadas en semiconductores convencionales.
El próximo reto
"Se sabía que el grafeno es capaz de absorber un espectro muy grande de
colores de la luz. Sin embargo, ahora sabemos que una vez el material ha
absorbido esta luz, la eficiencia de conversión de energía es muy alta.
Nuestro próximo reto será encontrar formas para extraer la corriente
eléctrica y mejorar la absorción del grafeno. Entonces seremos capaces
de diseñar dispositivos de grafeno que detectan la luz de manera más
eficiente, dando paso a células solares más eficientes ", concluye
Koppens.
Todo parece indicar que en las próximas décadas se va a vivir un cambio
de paradigma con el grafeno similar al que ocurrió con el plástico el
siglo pasado. Móbiles que se pliegan, placas solares trasparentes y
flexibles, ordenadores muy delgados… se podrán desarrollar con grafeno.
Las industrias y autoridades están convencidos de su gran potencial para
revolucionar la economía mundial. Tal es así que la Unión Europea acaba
de comprometer una inyección de 1.000 millones de euros para su
desarrollo.
ICFO | SINC