Una serie de experimentos realizados por Greg Scholes y Elisabetta Collini de la Universidad de Toronto traen a las células solares orgánicas un paso más cerca de un desarrollo comercial.

Los investigadores de Toronto han abierto el campo de posibilidades de desarrollo de las células solares orgánicas gracias a nuevos descubrimientos y un mejor entendimiento de la forma en que las moléculas absorben y mueven la energía. 

El equipo de Toronto, cuyo trabajo está dedicado a investigar cómo la luz da inicio a los procesos físicos a nivel molecular y cómo los seres humanos podrían aprovechar mejor de este hecho – han centrado su investigación en los llamados polímeros conjugados , uno de los candidatos más prometedores  para la construcción de células solares orgánicas.  Los polímeros conjugados son largas moléculas orgánicas que poseen propiedades como las de semiconductores y también pueden ser utilizados para hacer transistores y LEDs. Cuando estos polímeros conductores absorben la luz, la energía se mueve a lo largo y entre las cadenas moleculares antes de convertirse en cargas eléctricas.

Hasta ahora “Uno de los principales obstáculos para las células solares orgánicas es que es difícil controlar lo que sucede después de que la luz es absorbida”, explica Collini. Es decir se complica a la hora de poner las propiedades de las células al servicio  del almacenamiento de información, de la transmisión de energía o de la emisión de luz. Pero Collini agrega que "Nuestra experiencia sugiere que es posible lograr el control ,incluso bajo condiciones relativamente normales, sirviéndose  de los efectos cuánticos”

"Encontramos que el movimiento ultrarrápido de la energía entre y a través de las moléculas depende de un  mecanismo de mecánica cuántica, incluso a temperatura ambiente  y no se trata sólo de saltos al azar, ", explica Scholes y dice  "Esto es extraordinario y tendrá una gran influencia en la futura labor en el campo porque todo el mundo pensaba que este tipo de efectos cuánticos sólo podían operar en los sistemas complejos a temperaturas muy bajas".

Scholes y Collini sostienen que el descubrimiento abre el camino para el diseño de células solares orgánicas o sensores que captan la luz mucho más eficientes.

En el experimento que llevó a estas conclusiones  os científicos utilizaron pulsos de láser ultracortos para poner los polímeros conjugados en un estado cuántico-mecánicos,  que es a la vez  suelo (estado normal) y un estado donde la luz ha sido absorbida. Esto se llama un estado de superposición cuántica. .Luego se utilizó un sofisticado método también con  la participación de más pulsos láser ultracortos para observar si este estado cuántico puede migrar a lo largo de o entre las cadenas de polímero. "Resulta que sólo se mueve a lo largo de las cadenas de polímero", dice Scholes.  "El marco químico que compone la cadena es un ingrediente crucial para permitir la transferencia de energía cuántica coherente. En ausencia del marco químico, la energía se canalizan sólo por casualidad.  Esto significa que las propiedades química o estructura se puede usar para dirigir la migración ultrarrápida de energía utilizando la coherencia cuántica.  “Las propiedades únicas de los polímeros conjugados no deja de sorprendernos ", dice Scholes

Fuente| ScienceDaily

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