El proyecto FULMATEN-CM (Y2018/NMT-5028) pretende aplicar técnicas de espectroscopia ultra-rápida de láser al estudio de la transferencia de carga en células solares con el objetivo de mejorar su eficiencia y aplicar las investigaciones a la fabricación de nuevos materiales fotovoltaicos.

En el año 2017, un grupo de investigadores españoles e italianos (liderados por Fernando Martín y Mauro Nisoli) sentaron las bases de la attoquímica, una nueva disciplina que estudia el movimiento de los electrones durante las reacciones químicas utilizando pulsos de luz de attosegundos (esto es, de 10^-18 segundos, el menor intervalo de tiempo nunca medido). Entre las potenciales aplicaciones de esta naciente disciplina se encuentra la mejora de las células fotovoltaicas, fuentes de energía limpia y renovable, clave en el combate contra el cambio climático.

El Proyecto Sinérgico FULMATEN-CM, financiado por la Comunidad de Madrid, ha sido diseñado en torno a dos nodos, uno liderado por Fernando Martín (Grupo de Modelización, IMDEA Nanociencia y Universidad Autónoma de Madrid) y otro liderado por Luis Bañares (Grupo de Reacciones Femtoquímicas, Facultad de Ciencias Químicas, Universidad Complutense de Madrid). El primero aportará su pionera experiencia en el desarrollo de métodos teóricos para el estudio de la excitación y la ionización, procesos claves en las reacciones químicas. Estos métodos pasarán de la teoría a la experimentación en el laboratorio de la UCM, cuya reputada experiencia en el campo de los láseres pulsados de femtosegundos permitirá implantar el primer dispositivo en Madrid capaz de registrar procesos en attosegundos, y detectar los estados de transición de las reacciones a estudiar. De vuelta a IMDEA Nanociencia, el Laboratorio de Nanofotónica aportará su experiencia en la caracterización avanzada de materiales y dispositivos optoelectrónicos a la aplicación de los resultados obtenidos en la mejora de las células fotovoltaicas. En concreto, tratando de mejorar su eficiencia energética, que hoy en día apenas alcanza el 20%. Grupos de Investigación de la Facultad de Ciencias de la UAM, la Universidad de Salamanca, la Universidad de Lyon, el Instituto Politécnico de Milán (Mauro Nisoli) y las compañías OPVIUS GmbH, FastLite, Lasing y SIMUNE aportarán su experiencia industrial en distintos ámbitos a FULMATEN-CM.

El éxito final del proyecto, con una duración de 3 años, colocaría a la Comunidad de Madrid a la altura de los países punteros en términos de capacidad para visualizar procesos en la escala del attosegundo en sistemas de fase condensada, como son Alemania, el Reino Unido y los Estados Unidos. Si a esto añadimos la capacidad de FULMATEN-CM para producir modelos teóricos y códigos computacionales, con la ayuda de la Red Española de Supercomputación (RES) y la Red Europea de Supercomputación (PRACE), el objetivo de alcanzar la comprensión necesaria de la transferencia de carga en la conversión de energía lumínica en energía eléctrica y, por tanto, la optimización de las células fotovoltaicas, parece más que viable.

En paralelo a los retos científicos, se ejecuta un plan de actividades, basado en la formación y atracción de investigadores, para el que se destinan aproximadamente 830.000 € provenientes del Programa de Sinergías 2018 de la Consejería de Educación e Investigación de la Comunidad  de Madrid.

Financiadores