El trabajo está siendo dirigido por Alan Heeger, que compartió el Premio Nobel de Química con Guillermo Bazan en el año 2000 por desarrollar el tipo de polímeros conductores que ya están siendo usados para crear células solares y diodos orgánicos emisores de luz plásticos. Tanto Heeger como Bazan son profesores de química en la Universidad de Califo ia, en Santa Bárbara (EE.UU.).
Las células fotovoltaicas de polímero son ineficientes en comparación con las células solares de silicio, pero son mucho más baratas de fabricar. Los materiales orgánicos, ya sea hechos a partir de polímeros o de las llamadas "moléculas pequeñas" (compuestos orgánicos con un peso molecular bajo) pueden convertirse en tintas e imprimirse en grandes áreas. También son ligeras y flexibles, lo que las hace prometedoras para aplicaciones como instalaciones sobre tejados o la carga de dispositivos electrónicos portátiles.
Usando una nueva molécula pequeña diseñada por Bazan, Heeger construyó una célula solar capaz de convertir un 6,7 por ciento de la energía de la luz que incide sobre ella en electricidad. Bazan espera llegar al 9 por ciento de eficiencia en un año. A pesar de que la eficiencia en las pruebas de laboratorio suelen ser mucho mayores que las de una célula fabricada, esto pondría a estos materiales a la par con las mejores células solares de polímeros en el mercado.
Hasta ahora, la mayoría de los esfuerzos por mejorar el rendimiento y el coste de las células solares orgánicas se han centrado en el desarrollo de nuevos materiales poliméricos.
Bazan utilizó una combinación de teoría y de ensayo y error para desarrollar el nuevo material de moléculas pequeñas. Comenzó por la optimización de sus propiedades eléctricas, de manera que la molécula pudiera ser capaz de soportar la alta corriente y el voltaje necesario para obtener potencia de una célula solar. Es especialmente difícil crear un material de molécula pequeña que funcione bien como película. Los polímeros son largos y se enredan en una película estable, pero las moléculas pequeñas no suelen servir para el tipo de películas planas necesarias para formar una capa en una célula solar.
Después de un gran número de pequeños ajustes en la mesa de laboratorio, el grupo de Bazan logró crear una molécula pequeña adecuada, así como un proceso para la fabricación de una célula solar de pequeñas moléculas y de alta eficiencia. El trabajo se describe en la revista Nature Materials. Bazan espera mejorar aún más el rendimiento, adaptando el diseño de los materiales.
Heeger afirma que no se había tomado en serio los materiales solares de moléculas pequeñas con anterioridad porque el rendimiento era pésimo. "Otras personas han utilizado moléculas pequeñas, pero el rendimiento era muy inferior al de los polímeros", asegura.
Aún así, podría ser difícil que las células solares orgánicas se convirtiesen en verdaderos contendientes dentro del mercado de la energía, especialmente cuando las células de silicio son cada vez más baratas. "El rendimiento y la vida útil aún no son óptimos", asegura Yang Yang, profesor de ciencias de los materiales e ingeniería en la Universidad de Califo ia de Los Ángeles (EE.UU.). Yang está trabajando en materiales polímeros solares en su compañía, Solarmer, así como en células solares de moléculas pequeñas en su laboratorio académico. Su objetivo es alcanzar el 15 por ciento de eficiencia en una célula fabricada en laboratorio. No obstante, Yang indica que el trabajo de Santa Bárbara es una demostración importante del potencial de la energía solar a partir de moléculas pequeñas.
En cuanto a la forma en que estos materiales se comportarán en el mercado, señala Heeger, "es demasiado pronto para saberlo", pero cree que las eficiencias han llegado a un nivel respetable y que estos materiales solares son prometedores. "Ahora hay que tomarlos en serio", afirma Heeger.