Gli scienziati dell'Università di Hokkaido stanno testando lo sviluppo di celle solari realizzate con materiali solidi per migliorare la loro capacità di funzionare in condizioni ambientali difficili.

Gli scienziati dell'Università di Hokkaido in Giappone stanno facendo progressi nella fabbricazione di celle solari completamente allo stato solido che sono altamente durevoli e possono convertire efficacemente la luce solare in energia. Il team ha impiegato un metodo chiamato "deposizione di strati atomici", che consente agli scienziati di controllare il deposito di molto sottili, strati uniformi di materiali uno sopra l'altro. Usando questo metodo, hanno depositato una sottile pellicola di ossido di nichel su un singolo cristallo di biossido di titanio. Le nanoparticelle d'oro sono state introdotte tra i due strati per agire come un'antenna che raccoglie la luce visibile.

Il team ha testato le proprietà di questi dispositivi fabbricati con e senza un passaggio intermedio in seguito alla deposizione di ossido di nichel che comporta il riscaldamento a temperature molto elevate e il successivo raffreddamento, un processo chiamato "ricottura".

La generazione di fotocorrente è stata osservata con successo sul dispositivo di conversione fotoelettrica a stato solido. Il dispositivo è risultato essere altamente durevole e stabile perché, a differenza di alcune celle solari, non contiene componenti organici, che tendono a degradarsi nel tempo e in condizioni difficili.

I ricercatori hanno anche scoperto che la ricottura ha influito sulle proprietà del dispositivo modificando la struttura interfacciale degli strati. Per esempio, ha aumentato la tensione disponibile dal dispositivo ma ha anche aumentato la resistenza al suo interno. Ha anche ridotto l'efficienza del dispositivo nella conversione della luce in elettricità. I risultati suggeriscono che i cambiamenti strutturali causati dalla ricottura impediscono allo strato di nanoparticelle d'oro di iniettare elettroni nello strato di biossido di titanio.

Il processo di fabbricazione del team è poco costoso e può essere facilmente ampliato, ma le proprietà del dispositivo risultante sono ancora insufficienti per l'uso pratico e la sua efficienza nella conversione della luce in energia deve essere migliorata. Sono necessarie ulteriori ricerche per comprendere i ruoli di ogni strato nella conduzione dell'energia per migliorare l'efficienza del dispositivo.