CIENCIA
Descubren la forma de fabricar células solares más eficientes
El hallazgo, portada de la revista 'Nature Photonics', ha sido obra de un grupo dirigido por un físico vizcaíno
EN PUNTA. Javier García de Abajo. / EL CORREO
Un equipo internacional, dirigido por el físico vizcaíno Javier García de Abajo, ha descubierto una forma de fabricar células solares más eficientes que las actuales, mediante el uso de láminas de oro perforadas de sólo una micra -la millónésima parte del metro- de espesor. El avance protagoniza hoy la portada de 'Nature Photonics', revista científica especializada en todo lo relacionado con la luz.
García Abajo y sus colaboradores han utilizado una superficie de oro extremadamente fina y han practicado en ella agujeros con la forma y el tamaño adecuados para que deje de brillar. «La hemos convertido en algo que absorbe totalmente la luz en ciertos colores, con un reflejo nulo en todas las direcciones. Toda la luz se queda en el oro», explica el físico baracaldés del Instituto de Óptica del CSIC. Y el brillante metal se convierte en algo negro, porque la luz queda atrapada en los pequeños agujeros -cuyo diámetro es de una micra, cincuenta veces menor que el de un cabello humano- hasta que es absorbida por el material o reemitida, dependiendo del diseño de los agujeros.
Para explicar cómo fabrican las láminas de oro perforadas, el científico recurre a un ejemplo familiar para los niños. «Imagínate una caja cuyo fondo cubres con canicas. Cuando está casi todo cubierto, las canicas aparecen muy ordenadas, forman una red hexagonal. Es lo que ocurre con cánicas pequeñísimas que llamamos nanopartículas, porque miden media micra o menos. Cuando están ordenadas como las canicas de la caja, depositamos oro sobre las bolitas sin cubrirlas y luego las disolvenos en ácidos, con lo que nos queda una lámina de oro con agujeros».
Dos usos
El avance tiene dos posibles usos. «Por un lado, si toda la luz se queda en el oro, esa energía, convenientemente canalizada, puede convertirse en electricidad, con lo que estaríamos ante una célula fotoeléctrica extraordinariamente eficiente. Por otro lado, esa superficie puede emitir mucha luz y hacerlo en todas las direcciones posibles». Esta segunda propiedad abre las puertas a dispositivos emisores de luz que harían en un ordenador óptico el mismo papel que las fuentes de corriente hoy en uno convencional.
La obtención de energía de la luz es lo que hacen las células solares. Si a una lámina de oro perforada según el método ideado por García de Abajo y su equipo se le añade un dispositivo capaz de transformar la energía de la luz atrapada en energía eléctrica, el resultado será una célula solar más eficiente que las existentes ahora en el mercado. «Podría recolectar luz de todas las direcciones posibles, algo que no ocurre en las células actuales. Tampoco sería la panacea, porque sólo absorbería la luz de ciertos colores. Y es que hay mil recetas para hacer célulares solares y, si alguien diera con la ideal, sería portada de la prensa en todo el mundo».
La fabricación del dispositivo que hoy ocupa la portada de 'Nature Photonics' es, de momento, muy costosa. El oro es lo más barato: un folio de este material requiere menos de medio gramo. Además, puede reemplazarse por metales como el cobre con resultados similares. Lo caro es todo el proceso de ingeniería, que exige precisión nanométrica (un nanómetro es la milmillonésima parte de un metro).
García Abajo y sus colaboradores han utilizado una superficie de oro extremadamente fina y han practicado en ella agujeros con la forma y el tamaño adecuados para que deje de brillar. «La hemos convertido en algo que absorbe totalmente la luz en ciertos colores, con un reflejo nulo en todas las direcciones. Toda la luz se queda en el oro», explica el físico baracaldés del Instituto de Óptica del CSIC. Y el brillante metal se convierte en algo negro, porque la luz queda atrapada en los pequeños agujeros -cuyo diámetro es de una micra, cincuenta veces menor que el de un cabello humano- hasta que es absorbida por el material o reemitida, dependiendo del diseño de los agujeros.
Para explicar cómo fabrican las láminas de oro perforadas, el científico recurre a un ejemplo familiar para los niños. «Imagínate una caja cuyo fondo cubres con canicas. Cuando está casi todo cubierto, las canicas aparecen muy ordenadas, forman una red hexagonal. Es lo que ocurre con cánicas pequeñísimas que llamamos nanopartículas, porque miden media micra o menos. Cuando están ordenadas como las canicas de la caja, depositamos oro sobre las bolitas sin cubrirlas y luego las disolvenos en ácidos, con lo que nos queda una lámina de oro con agujeros».
Dos usos
El avance tiene dos posibles usos. «Por un lado, si toda la luz se queda en el oro, esa energía, convenientemente canalizada, puede convertirse en electricidad, con lo que estaríamos ante una célula fotoeléctrica extraordinariamente eficiente. Por otro lado, esa superficie puede emitir mucha luz y hacerlo en todas las direcciones posibles». Esta segunda propiedad abre las puertas a dispositivos emisores de luz que harían en un ordenador óptico el mismo papel que las fuentes de corriente hoy en uno convencional.
La obtención de energía de la luz es lo que hacen las células solares. Si a una lámina de oro perforada según el método ideado por García de Abajo y su equipo se le añade un dispositivo capaz de transformar la energía de la luz atrapada en energía eléctrica, el resultado será una célula solar más eficiente que las existentes ahora en el mercado. «Podría recolectar luz de todas las direcciones posibles, algo que no ocurre en las células actuales. Tampoco sería la panacea, porque sólo absorbería la luz de ciertos colores. Y es que hay mil recetas para hacer célulares solares y, si alguien diera con la ideal, sería portada de la prensa en todo el mundo».
La fabricación del dispositivo que hoy ocupa la portada de 'Nature Photonics' es, de momento, muy costosa. El oro es lo más barato: un folio de este material requiere menos de medio gramo. Además, puede reemplazarse por metales como el cobre con resultados similares. Lo caro es todo el proceso de ingeniería, que exige precisión nanométrica (un nanómetro es la milmillonésima parte de un metro).
