1. El grafeno convierte
la luz en electricidad
Simulación artística de una hoja de grafeno ondulada. /
Jannik Meyer (Universidad de Manchester)
ICFO | 25 febrero 2013 08:00
Un equipo del Instituto de Ciencias Fotónicas (ICFO), en
colaboración con el MassachussetsInstitute of Techology de
Estados Unidos, el Max Planck
InstituteforPolymerResearchde Alemania y Graphenea S.L.
de Donostia-San Sebastián, muestran en NaturePhysics que

2. el grafeno es capaz de convertir un fotón absorbido en
múltiples electrones que pueden conducir corriente eléctrica.
Este prometedor descubrimiento convierte el grafeno en una
importante alternativa para la tecnología de energía solar,
actualmente basada en semiconductores convencionales
como el silicio.
“En la mayoría de los materiales, un fotón absorbido genera
un solo electrón, pero en el caso del grafeno hemos visto que
un fotón absorbido es capaz de producir muchos electrones
excitados, y por lo tanto una señal eléctrica mayor” explica
Frank Koppens, líder del grupo de la investigación en ICFO.
Esta característica hace del grafeno el ladrillo ideal para la
construcción de cualquier dispositivo que quiera convertir la
luz en electricidad. En particular, permite la producción de
potenciales células solares y detectores de luz que absorban
la energía del sol con pérdidas mucho menores.
El experimento ha consistido en mandar un número conocido
de fotones a diferentes energías sobre una capa fina de
grafeno. “Hemos visto que los fotones de alta energía –por
ejemplo, los de color violeta– inducen un mayor número de
electrones excitados que los fotones de baja energía –por
ejemplo, los infrarrojos–”, explica Klass-JanTielrooij,
investigador del ICFO que ha realizado el experimento.
“En ambos casos siempre era igual o superior al número de
fotones mandado –prosigue–. Esta relación nos muestra que
el grafeno convierte la luz en electricidad con una eficiencia
muy alta. Hasta ahora se especulaba que el grafeno tenía un
gran potencial para convertir luz en electricidad, pero ahora
hemos visto que es incluso mejor de lo esperado”.
Aunque aún hay algunos aspectos que los científicos están
tratando de mejorar, como la baja absorción del número de

3. fotones, el grafeno tiene el potencial de provocar cambios
radicales en muchas tecnologías actualmente basadas en
semiconductores convencionales.
El próximo reto
"Se sabía que el grafeno es capaz de absorber un espectro
muy grande de colores de la luz. Sin embargo, ahora
sabemos que una vez el material ha absorbido esta luz, la
eficiencia de conversión de energía es muy alta. Nuestro
próximo reto será encontrar formas para extraer la corriente
eléctrica y mejorar la absorción del grafeno. Entonces
seremos capaces de diseñar dispositivos de grafeno que
detectan la luz de manera más eficiente, dando paso a
células solares más eficientes ", concluye Koppens.
Todo parece indicar que en las próximas décadas se va a
vivir un cambio de paradigma con el grafeno similar al que
ocurrió con el plástico el siglo pasado. Móviles que se
pliegan, placas solares trasparentes y flexibles, ordenadores
muy delgados… se podrán desarrollar con grafeno.
Las industrias y autoridades están convencidos de su gran
potencial para revolucionar la economía mundial. Tal es así
que la Unión Europea acaba de comprometer una inyección
de 1.000 millones de euros para su desarrollo.