La mecànica quàntica facilita la producció de cèl·lules solars orgàniques molt més estables

La mecànica quàntica podria ser la solució per produir cèl·lules solars orgàniques molt més estables i fàcils de fabricar que fins ara. Segons un estudi de la Universitat de Göteborg, publicat fa poc a la revista ‘Nature Communications’, aquest tipus de plaques solars es podrien fabricar a gran escala de manera molt barata, fent servir impressores, i serien molt més lleugeres, mal·leables i flexibles que no pas les de silici. Per aconseguir-ho, els investigadors van abordar el problema de la seva estabilitat i es van adonar que podien fer servir l’eficiència quàntica per canviar les característiques químiques i materials i, qui sap obrir un nou món en el futur de l’energia solar.

L’estudi presenta un mètode que fa possible augmentar la difusió de l’energia en materials orgànics, permetent crear cèl·lules solars d’aquest tipus amb una estructura molt més simple. En essència, el que s’aconsegueix és que l’energia sigui transferida al lloc adient. Una cèl·lula solar orgànica està composta de dos materials, i l’energia que absorbeix del sol s’ha de transferir de manera eficient a l’interfície que els separa. Aquesta difusió, però, és un procés que generalment ho és molt poc, d’eficient, perquè l’energia viatja lentament i hi ha un risc molt gran que una part substancial es perdi en forma de calor abans d’arribar a destí. La solució proposada habitualment ha estat combinar els dos materials per reduir la distància i que l’energia arribi més ràpid a l’interfície, però això fa que es trenqui l’equilibri termodinàmic de les plaques i, per tant, que durin molt menys. Ara, els investigadors demostren que han trobat un nou mètode per transferir l’energia en distàncies més grans, evitant el procés complicat de combinar materials.

El secret són els efectes quàntics, el moment on la llum i els materials es combinen en un estat híbrid. Si la llum i la matèria es combinen amb prou força, l’energia s’escampa per tot el sistema. Si el sistema, com és aquest cas, està format per diversos materials, l’energia es pot canalitzar fàcilment cap a l’interfície. Segons demostra l’estudi, l’energia viatja més ràpid en aquestes condicions i, per tant, si estan barrejats a nivell quàntic no cal que ho estiguin físicament, amb l’avantatge que l’equilibri termodinàmic es manté. Tot i la complexitat de tots aquests conceptes, el fet és que això pot influir decisivament en la fabricació de cèl·lules solars orgàniques, ja que la seva durabilitat pot créixer molt alhora que la seva producció es torna molt més fàcil. El fet, però, és que tot plegat no ha estat inventat pels humans: els enllaços forts entre mol·lècules ja són emprats a la natura, per exemple, per transferir l’energia solar durant la fotosíntesi. Només havíem de trobar la manera de fer-ho nosaltres.

Nou comentari