En el contexto actual de la búsqueda de energías más limpias y eficientes, un grupo de científicos de la Universidad de Nueva Gales del Sur (UNSW) ha logrado un avance significativo en la tecnología solar. Este equipo, conocido como Omega Silicon, ha identificado un proceso denominado fisión singlete, que tiene el potencial de duplicar la producción eléctrica de los paneles solares al convertir un solo fotón en dos paquetes de energía independientes.
El estudio, publicado en ACS Energy Letters, indica que la fisión singlete se puede integrar en materiales orgánicos, que podrían ser producidos a gran escala, con el objetivo de mejorar la eficiencia de los paneles solares.
El desafío de la eficiencia en la energía solar
Los paneles solares actuales, predominantemente fabricados con silicio, han alcanzado un límite en su capacidad de conversión de energía, logrando aproximadamente un 27% de eficiencia en la tecnología comercial más avanzada. La teoría sugiere que el máximo alcanzable es de 29.4%. Sin embargo, esta nueva investigación podría transformar el panorama al superar estas limitaciones.
La fisión singlete permite que un fotón de alta energía, al impactar ciertos materiales orgánicos, genere dos excitaciones de menor energía. Esto resulta en la producción de dos paquetes utilizables de energía en lugar de uno, lo que podría incrementar significativamente la eficiencia de conversión de los paneles solares.
La estabilidad de los nuevos compuestos
Hasta ahora, el mayor desafío ha sido identificar el material adecuado que mantenga la estabilidad en condiciones reales. Investigaciones previas habían explorado un compuesto conocido como tetraceno, que mostraba buenos resultados en laboratorio, pero se degradaba rápidamente al estar expuesto al aire y la humedad.
Ahora, el equipo de UNSW ha demostrado que un compuesto llamado DPND, o dipyrolonafturnidina, puede ser igual de efectivo y, al mismo tiempo, mantener su estabilidad en el exterior. Este hallazgo representa un paso crucial, ya que permite la integración de un material que realiza fisión singlete con la estructura del silicio para inyectar carga eléctrica adicional.
Un futuro prometedor para la energía solar
El proceso de fisión singlete se basa en un principio fundamental: maximizar la utilización de la energía solar. Este avance es el resultado de más de diez años de investigación dirigida por el profesor Tim Schmidt, quien fue pionero en el uso de campos magnéticos para desentrañar aspectos clave del proceso de fisión singlete.
La comprensión de la física subyacente ha permitido a los investigadores diseñar materiales y estructuras de capas más eficientes, mejorando así el rendimiento general de los sistemas solares. Según el profesor Schmidt, diferentes longitudes de onda de luz portan distintas energías. El exceso de energía, que a menudo se pierde como calor, podría ser convertido en electricidad útil gracias a la fisión singlete.
Perspectivas de comercialización y colaboración industrial
Este innovador proyecto de fisión singlete ha sido seleccionado por la Agencia Australiana de Energía Renovable (ARENA) para su programa de Solar Ultra Bajo Costo, que tiene como objetivo producir paneles con más del 30% de eficiencia y a menos de 30 centavos por vatio para 2030. Además, siete de las compañías solares más grandes del mundo están monitoreando de cerca el trabajo del equipo Omega Silicon, lo que refleja el interés industrial en esta tecnología emergente.
El Dr. Ben Carwithen, investigador postdoctoral del equipo, estima que un prototipo a pequeña escala podría estar disponible en pocos años. Sin embargo, advierte que el camino científico no siempre es lineal y que los avances pueden surgir de forma inesperada. Aun así, se muestra optimista sobre el potencial de alcanzar eficiencias de hasta 45% en el futuro, lo que representaría un avance monumental en la tecnología solar.
