Científicos rompen el “techo imposible” de la energía solar con una tecnología que duplica la conversión

Un equipo de Japón y Alemania logra un rendimiento cuántico del 130% mediante fisión de singlete, superando el límite de Shockley-Queisser que durante décadas ha limitado la eficiencia de las células fotovoltaicas.

Madrid, 31 de marzo de 2026 – La energía solar, la fuente más abundante del planeta, tiene desde hoy un futuro radicalmente distinto. Un equipo de investigadores de la Universidad de Kyushu en Japón, en colaboración con la Universidad Johannes Gutenberg de Mainz en Alemania, ha demostrado una técnica capaz de generar y capturar energía solar con un rendimiento que supera lo que hasta ahora se consideraba un “techo físico imposible” para la conversión fotovoltaica .

Los resultados, publicados en el Journal of the American Chemical Society, revelan que el sistema desarrollado por los científicos alcanza rendimientos cuánticos de aproximadamente el 130%. Esto significa que por cada fotón absorbido, se excitan 1.3 unidades de energía, superando el límite convencional del 100% y abriendo una vía para multiplicar la electricidad generada por los paneles solares del futuro .

El límite que estos investigadores han logrado sortear se conoce como el límite de Shockley-Queisser, una barrera física que establece que las células solares convencionales solo pueden aprovechar aproximadamente un tercio de la energía solar que reciben. El problema, explica Yoichi Sasaki, profesor asociado de la Facultad de Ingeniería de Kyushu, es que los fotones de luz azul de alta energía pierden su exceso como calor, mientras que los infrarrojos de baja energía no logran excitar a los electrones. “Como resultado, las células solares solo pueden usar aproximadamente un tercio de la luz solar”, señala el investigador .

Para romper este techo, los científicos recurrieron a un fenómeno cuántico conocido como fisión de singlete (singlet fission), un proceso que permite dividir un excitón de alta energía en dos excitones de menor energía, duplicando teóricamente la energía del fotón original. Sin embargo, capturar estos excitones multiplicados ha sido un desafío durante años, ya que la energía puede ser “robada” por un mecanismo llamado transferencia de energía de resonancia de Förster (FRET) antes de que ocurra la multiplicación .

La solución que presentan los investigadores radica en el uso de complejos metálicos de molibdeno, moléculas con estructuras flexibles que actúan como “recolectores” ideales de excitones. Al ajustar cuidadosamente los niveles de energía, el equipo logró suprimir el proceso FRET y extraer selectivamente los excitones multiplicados. Al combinar este complejo de molibdeno con materiales basados en tetraceno en solución, lograron un rendimiento cuántico del 130%, una cifra que los propios investigadores califican como un hito en el camino hacia células solares de próxima generación .

Aunque los experimentos actuales se encuentran en fase de prueba de concepto y en solución, el equipo se ha fijado como objetivo trasladar estos dos tipos de materiales al estado sólido, un paso indispensable para su eventual integración en células solares funcionales. De lograrlo, la tecnología podría revolucionar el sector de las renovables, multiplicando la eficiencia de los paneles solares sin necesidad de ocupar más superficie .

Este avance se suma a una jornada particularmente activa en el ámbito científico global. Este martes, otros equipos han presentado descubrimientos que abarcan desde el desarrollo de un sistema de inteligencia artificial capaz de generar diseños arquitectónicos estructuralmente viables a partir de texto, desarrollado por el Instituto Avanzado de Ciencia y Tecnología de Japón, hasta la creación de un robot con patas por parte de la Agencia Espacial Europea (ESA) diseñado para acelerar la prospección de recursos en la Luna y la búsqueda de vida en Marte .

En el campo de la salud, un estudio publicado en Brain Medicine reveló que más de 2.000 pacientes diagnosticados con depresión resistente al tratamiento presentaban en realidad disfunciones del sistema nervioso autónomo que “privaban al cerebro de flujo sanguíneo adecuado”. Una vez corregidas estas disfunciones con intervenciones farmacológicas y de estilo de vida, el 95% de los sujetos experimentaron alivio de sus síntomas .

Mientras tanto, en China, el proyecto del reactor de fusión nuclear “Sol Artificial” continúa avanzando como parte de la estrategia del país para posicionarse en la carrera por la energía de fusión, considerada por muchos como la solución energética definitiva . Con estos avances, la ciencia demuestra que las barreras que parecían infranqueables en áreas como la energía, la salud y la exploración espacial están empezando a caer.