Logran multiplicar por 15 la eficiencia de los paneles solares gracias a la ciencia láser

El equipo del profesor Chunlei Guo en la Universidad de Rochester ha conseguido un aumento de 15 veces en la eficiencia de los generadores solares termoeléctricos mediante una innovadora tecnología de metal negro. El hallazgo, publicado el 12 de agosto de 2025, podría transformar la conversión de energía térmica en electricidad, tradicionalmente limitada frente a los paneles solares. Gracias a un nuevo enfoque basado en láseres de femtosegundo, la solución prescinde de modificar materiales semiconductores, logrando resultados sin precedentes. El avance promete aplicaciones en zonas rurales, dispositivos portátiles y el Internet de las Cosas.

Mucho más allá del 1%: el nuevo límite

La eficiencia ha sido el talón de Aquiles de los generadores termoeléctricos solares (STEG). Frente a los paneles solares tradicionales que alcanzan tasas del 20%, los STEG apenas superaban el 0,8% de conversión energética, lo que los mantenía relegados a laboratorios o aplicaciones marginales. Ahora, la eficiencia se multiplica por 15, abriendo un campo completamente nuevo para esta tecnología.

La clave del avance no está en el semiconductor, sino en el diseño de sus extremos: el lado caliente y el lado frío del dispositivo. “Durante décadas se ha intentado mejorar la eficiencia modificando el semiconductor; nosotros ni siquiera lo tocamos”, explicó el profesor Guo. Este cambio de paradigma demuestra que la innovación puede venir del contexto, no del núcleo.

El equipo aplicó pulsos de láser de femtosegundo al tungsteno para crear un metal negro con estructura nanoestructurada, capaz de absorber de forma selectiva la radiación solar y minimizar la disipación térmica. Este enfoque, hasta ahora experimental, se convierte así en una herramienta funcional y replicable.

Efecto invernadero a escala microscópica

El segundo paso fue convertir el metal negro en un «mini invernadero» solar. Cubriendo la superficie con plástico, el equipo logró atrapar el calor como lo haría una atmósfera transparente, reduciendo las pérdidas por convección y aumentando drásticamente la temperatura del lado caliente.

Pero no se detuvieron ahí. En el extremo opuesto del dispositivo, aplicaron la misma tecnología al aluminio del lado frío, generando microestructuras que duplican el rendimiento térmico de los disipadores convencionales. Así, lograron una diferencia de temperatura óptima para maximizar el efecto Seebeck, que convierte gradientes térmicos en electricidad.

El resultado es un generador que, con luz solar limitada, puede alimentar LEDs a pleno brillo, lo que hasta ahora requería una fuente térmica más potente o una eficiencia energética mucho mayor. Esta versatilidad lo hace ideal para entornos sin acceso a red eléctrica, como áreas rurales o remotas.

El mercado ya está listo para adoptarlo

El momento del hallazgo no podría ser mejor. El mercado global de generadores termoeléctricos —una tecnología que también se usa para recuperar calor residual en autos y fábricas— está en plena expansión. Se espera que alcance $1.410 millones para 2030, con un crecimiento del 6,3% anual.

En paralelo, la energía solar vive un auge global. En EE. UU., el 78% de la nueva capacidad instalada de enero a septiembre de 2024 provino del sol. Los analistas proyectan más de 43 GW anuales de nueva energía solar desde 2025, y una carrera por mejorar cada parte del ecosistema renovable.

El trabajo del equipo fue financiado por la National Science Foundation, el instituto FuzeHub y el Goergen Institute for Data Science and AI. Aunque la eficiencia ya es extraordinaria, el reto ahora es la escalabilidad industrial y la durabilidad ambiental. El profesor Guo y su equipo siguen probando cómo se comporta la tecnología bajo condiciones reales de uso prolongado.

Inventar sin romper: un modelo para el futuro

Este avance representa algo más que una mejora técnica. Es una lección sobre dónde buscar la innovación. Frente a la obsesión por modificar lo esencial —el semiconductor, el panel, el algoritmo—, el equipo de Rochester demostró que intervenir en lo periférico puede generar resultados exponenciales.

En un contexto donde la transición energética exige no solo más eficiencia, sino soluciones adaptables a condiciones extremas, de bajo coste y fácil producción, tecnologías como esta pueden marcar la diferencia. El hecho de que no dependa de componentes nuevos, sino de modificaciones ópticas a materiales comunes como el tungsteno o el aluminio, facilita su adopción industrial.

A medida que el mundo electrifica cada rincón —desde granjas hasta sensores de salud, desde mochilas solares hasta infraestructuras rurales—, la energía termoeléctrica podría salir de la sombra de los paneles y encontrar su propio espacio. Lo que hoy parece un laboratorio en Rochester, mañana podría ser un punto de luz en un lugar sin red. Y esa luz, finalmente, sería la más eficiente del mundo.