Células solares de perovskita bañadas en luz azul, y respondiendo en infrarrojos. Crédito:Exciton Science
Un "truco de la luz" literal puede detectar imperfecciones en las células solares de próxima generación, aumentar su eficiencia para igualar la de las versiones existentes basadas en silicio, los investigadores han encontrado.
El descubrimiento abre un camino para mejorar el control de calidad para la producción comercial.
En escalas pequeñas, Las células solares de perovskita, que prometen una generación de energía solar abundante y barata, ya son casi tan eficientes como las de silicio.
Sin embargo, a medida que aumenta la escala, las células de perovskita funcionan menos bien, debido a las imperfecciones de la superficie a nanoescala que resultan de la forma en que están hechas.
A medida que aumenta el número de pequeños bultos y protuberancias no deseados, la cantidad de energía solar generada por centímetro cuadrado disminuye.
Ahora, sin embargo, Los investigadores australianos han encontrado una solución:usar una cámara.
En un artículo publicado en la revista Nano energía , el primer autor, el Dr. Kevin Rietwyk y sus colegas del Centro ARC de Excelencia en Ciencia Exciton de Australia, Universidad Monash, Universidad de Tecnología de Wuhan y CSIRO Energy, describen cómo las imperfecciones críticas invisibles a simple vista se pueden detectar al iluminar las células con luz azul y registrar la luz infrarroja que rebota.
La técnica emplea una propiedad de las células solares llamada "fotoluminiscencia".
Este es el proceso por el cual un electrón dentro de una molécula o semiconductor es encendido brevemente por un fotón entrante. Cuando el electrón vuelve a su estado normal, se escupió un fotón.
Los defectos de microescala alteran la cantidad de infrarrojos producidos. El análisis de cómo varía la extensión de la luz emitida por la célula solar en diferentes condiciones de funcionamiento da pistas sobre qué tan bien está funcionando la célula.
"Con esta técnica, podemos identificar rápidamente una amplia gama de imperfecciones, "dijo el Dr. Rietwyk, un investigador de Exciton Science con base en la Universidad de Monash.
"Entonces podemos averiguar si hay suficientes para causar un problema y, si es así, ajustar el proceso de fabricación para solucionarlo. Es un método de control de calidad muy eficaz ".
Los métodos de verificación equivalentes son comunes en la fabricación de celdas de silicio. Empleando una innovadora modulación de luz, El Dr. Rietwyk y sus colegas han diseñado un nuevo enfoque que supera los desafíos planteados por las células de próxima generación, abriendo un camino hacia un dispositivo escalable y potencialmente comercial.
Células solares de perovskita en azul e infrarrojos alternos. Crédito:Exciton Science / Science in Public
El autor principal, el profesor Udo Bach, también de Exciton Science y Monash University, dijo que el equipo había realizado pruebas exitosas en lotes de pequeñas células de investigación. La tecnología, él explicó, será fácil de ampliar y comercializar.
"Esta investigación muestra claramente que el rendimiento de los dispositivos de células solares de perovskita está influenciado por la cantidad de pequeñas imperfecciones en las propias células, " él dijo.
"Usar la modulación de luz para encontrar estos defectos es una forma rápida y sólida de resolver el problema, y una que debería funcionar en cualquier nivel de producción".
