martes, 17 de diciembre de 2013

Ondas cuánticas en el corazón de las células solares

Un grupo de investigadores han sido capaces de ajustar la "coherencia! en nanoestructuras orgánicas gracias a un sorprendente descubrimiento de electrones en forma de onda en materiales orgánicos, revelando la clave para generar "cargas de larga duración" en células solares orgánicas, un material que podría revolucionar a energía solar.

Usando una cámara ultrarrápida, los científicos dicen haber observado los primeros instantes que siguen a la absorción de la luz en nanoestructuras artificales pero aún así orgánicas, descubriendo que las cargas no solo se forman rápidamente, sino que también es separado muy rápidamente en largas distancias, fenómeno que ocurre debido a la naturaleza de onda de los electrones que están gobernados por las leyes fundamentales de la mecánica cuántica.

Este resultado sorprendió a los científicos ya que se creía que tales fenómenos estaban limitados a estructuras inorgánicas "perfectas" y caras; en lugar de los materiales orgánicos flexibles y blando, como creían muchos que era la clave para las células solares baratas y enrollables que podrían ser impresas a temperatura ambiente, un mundo muy diferente del tradicional pero costoso de procesar.

El estudio arroja luz sobre el misterioso mecanismo que permite que las cargas positivas y negativas sean separadas eficientemente, una cuestión crítica que continúa desconcertando a los científicos, y lleva a los investigadores un paso más cerca de imitar de forma efectiva la altamente eficiente abilidad para recolectar luz solar y convertirla en energía, denominada fotosíntesis, la cual hizo evolucionar la naturaleza durante el curso de milenios.

Durante los primeros femtosegundos (una millonésima de una billonésima de segundo) cada carga se difunde a si misma sobre las múltiples moléculas en lugar de ser localizadas en una solae. Este fenómeno, conocido como coherencia espacial, permite que una carga viaje muy rápidamente sobre varios nanómetros y escapar de su pareja cargada positivamente, un paso inicial que parece ser la clave para generar cargas de larga duración. Esto puede ser usado luego para generar electricidad o para reacciones químicas.

Planeando con cuidado la forma en que las moléculas se comprimen juntas, el equipo descubrió que era posible ajustar la coherencia espacial y amplificar, o reducir, esta separación de largo alcance. Lo más importante que sugieren los resultados es que ya que el proceso es tan rápido, también es energéticamente eficiente, lo cual podría resultar en más energía de la célula solar.

Via Cam

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