Un equipo liderado por la Universidad de Kyushu presentó una prueba de concepto que usa un complejo de molibdeno para capturar energía multiplicada por fisión de singlete. El resultado no implica un panel comercial listo, pero sí abre una ruta para superar restricciones históricas en el aprovechamiento de la luz.
Cómo funciona el sistema con molibdeno
El trabajo se centra en el llamado límite de Shockley-Queisser, que restringe la fracción de luz que una celda solar convencional puede convertir de manera eficiente. Para sortear ese techo, los investigadores recurrieron a la fisión de singlete, un proceso en el que un estado excitado puede generar dos excitones triplete a partir de una sola excitación de alta energía. El problema, hasta ahora, era capturar esa energía adicional antes de que se perdiera por transferencia resonante de Förster, o FRET. Como detalla la Universidad de Kyushu, el complejo metálico basado en molibdeno actúa como un emisor “spin-flip”, capaz de aceptar de forma selectiva esa energía multiplicada y reducir esa pérdida parásita.
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El estudio, publicado en el Journal of the American Chemical Society, reporta rendimientos cuánticos de entre 112% y 132% en una solución que combina el complejo de molibdeno con materiales basados en tetraceno. En términos experimentales, eso equivale a activar en promedio cerca de 1,3 complejos de molibdeno por cada fotón absorbido, una señal de que el sistema logró recolectar más portadores de energía que fotones incidentes en ese montaje de laboratorio.
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El avance no significa que una celda solar comercial ya convierta 130% de la energía del Sol en electricidad. Lo que el equipo demostró fue una recolección cuántica superior al 100% en condiciones de laboratorio, todavía en fase de prueba de concepto y en un sistema líquido. El siguiente reto, de acuerdo con la universidad japonesa, será trasladar esa arquitectura al estado sólido para evaluar su integración en dispositivos reales.
El interés en el molibdeno también se apoya en propiedades conocidas de este metal, usado desde hace años en aplicaciones industriales por su alto punto de fusión y su utilidad en aleaciones, componentes electrónicos y entornos de alta exigencia térmica, como resume la Royal Society of Chemistry. En este caso, esas características sirvieron de base para ajustar su comportamiento químico a escala molecular dentro del mecanismo “spin-flip”.
- El trabajo fue desarrollado por investigadores de la Universidad de Kyushu y de la Johannes Gutenberg University Mainz.
- Los autores plantean aplicaciones potenciales en celdas solares, LEDs, espintrónica y tecnologías cuánticas.
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