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Un equipo cintífico ha logrado desarrollar una célula fotovoltaica un 14% más eficiente gracias al magnetismo de sus contactos. El dispositivo es también capaz de proporcionar directamente corriente alterna.
Investigadores de CIC nanoGUNE, en San Sebastián, en colaboración con la Academia de Ciencias China y el Instituto Max Planck (Alemania) han desarrollado una célula fotovoltaica en la que por primera vez se utilizan materiales magnéticos como electrodos para proporcionar corriente. La revista Science ha dado a conocer los resultados de esta investigación, que abre una nueva vía para convertir luz en electricidad de forma más eficiente.
Según explica Luis Hueso, investigador de nanoGUNE y director del proyecto, “el dispositivo es simplemente una célula fotovoltaica fabricada con un material orgánico —fullereno C60— y electrodos magnéticos de cobalto y de níquel”. El fullereno C60, conocido como Buckyball, es una molécula con forma de balón formada por 60 átomos de carbono.
Por otro lado, los electrodos magnéticos producen corriente con una propiedad añadida llamada espín. La combinación de ambos no es casual, ya que el fullereno es conocido por ser un material fotovoltaico que podría permitir controlar la orientación del espín. El uso y control de esta propiedad permite aumentar la eficiencia de la célula solar, que es así capaz de generar una mayor corriente.
Hueso indica que “las células solares habituales tienen los espines ‘desordenados’ y nosotros, gracias al magnetismo, hemos conseguido ‘ordenarlos’ de forma que una mayor corriente pueda ser recogida”. Los investigadores han comprobado que el uso de este tipo de electrodos incrementa un 14% la eficiencia fotovoltaica del dispositivo.
Capaz de generar directamente corriente alterna
Además, tiene otra ventaja añadida: ha demostrado ser capaz de generar directamente corriente alterna, mucho más útil en aplicaciones que la corriente continua que generan las células solares habituales, ya que no requiere del uso de transformadores. “La inversión de corriente se produce en el propio dispositivo cuando los electrones creados por la luz interaccionan con los contactos magnéticos que tienen los espines ‘ordenados’”, explica el responsable.
Si bien es cierto que los investigadores han demostrado que el uso de electrodos magnéticos permite aumentar la eficiencia de las células fotovoltaicas, sostienen que todavía están lejos de conseguir una célula fotovoltaica óptima. Con ese objetivo están trabajando en la construcción de dispositivos similares utilizando materiales orgánicos que ya han demostrado ser más eficientes que el fullereno. El investigador afirma que “en el futuro será posible construir un dispositivo comercial que actúe como módulo solar y produzca corriente alterna directamente”.
Este trabajo es el resultado de una investigación financiada por el Gobierno Vasco, por el Ministerio de Economía y Competitividad de España y por la Unión Europea a través del European Research Council.
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