Un vero e proprio "trucco della luce" può rilevare le imperfezioni nelle celle solari di nuova generazione, aumentando la loro efficienza per corrispondere a quella delle versioni esistenti a base di silicio, ricercatori hanno trovato.

La scoperta apre un percorso verso un migliore controllo della qualità per la produzione commerciale.

Su piccola scala, Le celle solari in perovskite, che promettono una generazione di energia solare abbondante ea basso costo, sono già efficienti quasi quanto quelle al silicio.

Però, all'aumentare della scala, le celle di perovskite si comportano meno bene, a causa delle imperfezioni della superficie su scala nanometrica risultanti dal modo in cui sono realizzati.

Con l'aumentare del numero di piccoli grumi e protuberanze indesiderati, la quantità di energia solare generata per centimetro quadrato diminuisce.

Ora, però, I ricercatori australiani hanno trovato una soluzione, utilizzando una fotocamera.

In un articolo pubblicato sulla rivista Nano energia , primo autore, il dott. Kevin Rietwyk e i suoi colleghi dell'ARC Centre of Excellence in Exciton Science in Australia, Università di Monash, Wuhan University of Technology e CSIRO Energy, descrivere come le imperfezioni critiche invisibili ad occhio nudo possono essere rilevate illuminando la luce blu sulle cellule e registrando la luce infrarossa che rimbalza indietro.

La tecnica impiega una proprietà delle celle solari chiamata "fotoluminescenza".

Questo è il processo mediante il quale un elettrone all'interno di una molecola o di un semiconduttore viene brevemente alimentato da un fotone in arrivo. Quando l'elettrone ritorna al suo stato normale, un fotone viene sputato indietro.

I difetti su microscala alterano la quantità di infrarossi prodotta. L'analisi del modo in cui l'entità della luce emessa dalla cella solare varia in diverse condizioni operative fornisce indizi sul funzionamento della cella.

"Utilizzando questa tecnica, possiamo identificare rapidamente tutta una serie di imperfezioni, " ha detto il dottor Rietwyk, un ricercatore di Exciton Science con sede alla Monash University.

"Possiamo quindi capire se ce ne sono abbastanza per causare un problema e, se è così, regolare il processo di produzione per risolverlo. Si tratta di un metodo di controllo della qualità molto efficace."

Metodi di controllo equivalenti sono comuni nella produzione di celle al silicio. Utilizzando un'innovativa modulazione della luce, Il Dr. Rietwyk e colleghi hanno progettato un nuovo approccio che risponde alle sfide poste dalle cellule di nuova generazione, aprendo la strada a un dispositivo scalabile e potenzialmente commerciale.

L'autore senior Professor Udo Bach, anche di Exciton Science e Monash University, ha detto che il team ha eseguito test di successo su lotti di piccole cellule di ricerca. La tecnologia, Lui ha spiegato, sarà semplice da ampliare e commercializzare.

"Questa ricerca mostra chiaramente che le prestazioni dei dispositivi a celle solari in perovskite sono influenzate dal numero di piccole imperfezioni nelle celle stesse, " Egli ha detto.

"Utilizzare la modulazione della luce per trovare questi difetti è un modo rapido e robusto per risolvere il problema, e dovrebbe funzionare a qualsiasi livello di produzione".