La Dra. Valeria del Campo, académica del Departamento de Física de la USM, lidera un proyecto que desarrolla grafeno de alta calidad para integrarlo en celdas solares y reemplazar materiales escasos, con miras a tecnologías más eficientes y sostenibles.
La creación de grafeno de alta pureza en los laboratorios de la Universidad Técnica Federico Santa María abre una nueva vía para reemplazar materiales escasos utilizados en celdas solares. Esta línea de investigación es liderada por la Dra. Valeria del Campo, académica del Departamento de Física.
Uno de los principales desafíos del sector es la dependencia del óxido de indio y estaño (ITO por su sigla en inglés), un material limitado que encarece y restringe la producción de paneles con altos niveles de eficiencia. Como explica la investigadora, “una celda solar capta la luz y genera electricidad, pero para extraer esa energía se utilizan actualmente conductores transparentes fabricados en base a indio, un material escaso que impide la masificación de estas tecnologías pese a su alta eficiencia”.
Frente a ello, su equipo trabaja en incorporar grafeno como conductor eléctrico. “Nuestro objetivo es reemplazar ese componente por grafeno, un material que podemos fabricar y que, por lo tanto, no presenta problemas de disponibilidad. Aunque el grafeno resulta costoso a pequeña escala de laboratorio, su producción masiva abarataría significativamente los costos”, detalla.
La síntesis del material es uno de los logros centrales del proyecto. El grafeno, extraordinariamente delgado —“equivalente al grosor de una servilleta dividida en 200.000 capas”, precisa Del Campo—, exige técnicas avanzadas para obtener láminas homogéneas y de gran superficie. En la USM ya es posible producirlo en escalas de centímetros con una pureza que destaca a nivel internacional. “Esa complejidad hace difícil obtener láminas grandes, pero en nuestro laboratorio logramos producirlas en escalas de centímetros y con una calidad que muy pocos grupos en el mundo alcanzan. De hecho, fabricamos uno de los mejores grafenos disponibles”, afirma.
Hoy el equipo avanza hacia la validación del material dentro de celdas solares de silicio, gracias a un trabajo conjunto con el Instituto de Energía Solar de Francia. “Ya contamos con un grafeno que posee las propiedades ópticas y eléctricas necesarias. La etapa actual del proyecto consiste en integrarlo directamente en celdas solares y probar su desempeño, ya que aún no tenemos una celda finalizada con grafeno”, señala. El desarrollo forma parte de un Fondecyt dirigido por la investigadora, además de colaboraciones internacionales y un vínculo con la Oficina de Transferencia y Licenciamiento para evaluar futuras aplicaciones tecnológicas.
El proyecto también destaca por la presencia de un equipo mayoritariamente femenino, integrado por las tesistas Paola Sánchez, Tamara Beltrán y María Esperanza Benavides. Para la académica esto representa un aspecto valioso dentro de un campo históricamente masculinizado. “Me parece importante destacar que en este proyecto participa un equipo compuesto mayoritariamente por mujeres, algo poco común en el área de la física”.
Este trabajo es presentado en el segundo capítulo de Más ciencia + innovación, “Grafeno: un nuevo conductor para energías limpias”, disponible para su visualización aquí.
