Investigadores de la prestigiosa Universidad de Cambridge han logrado un avance significativo en el campo de la energía sostenible. El descubrimiento se centra en un mecanismo cuántico previamente desconocido que opera dentro de un semiconductor orgánico. Este hallazgo, anunciado formalmente el 15 de octubre de 2025, tiene el potencial de simplificar drásticamente la fabricación de paneles solares, haciéndolos mucho más asequibles y accesibles.
La innovación reside en la capacidad de una molécula orgánica específica para ejecutar una conversión casi perfecta de luz en electricidad. Lo notable es que utiliza un comportamiento cuántico que, hasta ahora, se creía exclusivo de los óxidos metálicos inorgánicos. Este cambio de paradigma abre nuevas vías para el diseño de dispositivos fotovoltaicos de alta eficiencia que son inherentemente más fáciles de producir a escala industrial.
El equipo de investigación, compuesto por expertos de los departamentos de Química y Física, focalizó sus estudios en el semiconductor orgánico de espín radical conocido como P3TTM. La característica definitoria de este compuesto es la presencia de un único electrón desapareado en cada una de sus moléculas, lo que le confiere propiedades magnéticas y eléctricas excepcionales. Cuando las moléculas de P3TTM se organizan para formar una película delgada, sus electrones libres interactúan de manera ordenada, evocando el concepto de aislante de Mott-Gabbard, una noción fundamental en la física de la materia condensada.
El profesor sir Richard Friend y sus colaboradores, entre quienes se cuenta el profesor Hugo Bronstein, documentaron que la absorción de un fotón desencadena un “salto” o transferencia de un electrón hacia una molécula adyacente. Este proceso genera espontáneamente un par de cargas opuestas (una positiva y una negativa) que pueden ser recolectadas inmediatamente como corriente eléctrica. Este fenómeno resuelve una limitación crucial inherente a las células fotoeléctricas orgánicas tradicionales, las cuales requerían una compleja estructura de “sándwich” de donante y aceptor de electrones para lograr una separación de carga eficiente.
Una célula solar experimental construida utilizando la película de P3TTM demostró una eficiencia de conversión que se aproxima al cien por cien. Esto significa que, virtualmente, cada fotón absorbido se transforma en una carga útil. Este logro no solo allana el camino para la creación de paneles solares más ligeros, sencillos y económicamente accesibles, sino que también posee una resonancia simbólica. El anuncio coincidió con el período cercano al 120 aniversario del nacimiento de sir Neville Mott, cuyos trabajos sentaron las bases para la comprensión de las interacciones electrónicas en sólidos.
Los científicos consideran que este descubrimiento trasciende una mera mejora técnica; representa una oportunidad tangible para acelerar la adopción global de soluciones solares en el contexto de la transición energética hacia fuentes renovables. Este nuevo mecanismo, que es autosuficiente en su operación, tiene el potencial de superar los rendimientos récord anteriores para módulos orgánicos. Esto vislumbra un horizonte donde se podrán diseñar fuentes de energía flexibles, ultrafinas y versátiles, capaces de integrarse en prácticamente cualquier superficie o material, impulsando la sostenibilidad global.