Um literal "truque de luz" pode detectar imperfeições em células solares de próxima geração, aumentando sua eficiência para coincidir com as versões existentes à base de silício, pesquisadores descobriram.

A descoberta abre um caminho para um controle de qualidade aprimorado para a produção comercial.

Em pequenas escalas, As células solares de perovskita - que prometem geração de energia solar barata e abundante - já são quase tão eficientes quanto as de silício.

Contudo, à medida que a escala aumenta, as células perovskita apresentam desempenho inferior, por causa das imperfeições da superfície em nanoescala resultantes da maneira como são feitas.

Conforme o número de pequenos caroços e protuberâncias indesejáveis ​​aumenta, a quantidade de energia solar gerada por centímetro quadrado diminui.

Agora, Contudo, Pesquisadores australianos encontraram uma solução - usando uma câmera.

Em artigo publicado na revista Nano Energia , primeiro autor, Dr. Kevin Rietwyk e seus colegas do ARC Centre of Excellence in Exciton Science da Austrália, Monash University, Universidade de Tecnologia de Wuhan e CSIRO Energy, descrevem como imperfeições críticas invisíveis a olho nu podem ser detectadas com luz azul brilhante nas células e registro da luz infravermelha que é refletida de volta.

A técnica emprega uma propriedade das células solares chamada "fotoluminescência".

Este é o processo pelo qual um elétron dentro de uma molécula ou semicondutor é brevemente energizado por um fóton que chega. Quando o elétron retorna ao seu estado normal, um fóton é cuspido de volta.

As falhas da microescala alteram a quantidade de infravermelho produzida. A análise de como a extensão da luz emitida pela célula solar varia em diferentes condições de operação dá pistas de como a célula está funcionando bem.

"Usando esta técnica, podemos identificar rapidamente toda uma gama de imperfeições, "disse o Dr. Rietwyk, um pesquisador da Exciton Science baseado na Monash University.

"Podemos então descobrir se há um número suficiente deles para causar um problema e, se então, ajustar o processo de fabricação para consertá-lo. É um método de controle de qualidade muito eficaz. "

Métodos de verificação equivalentes são comuns na fabricação de células de silício. Ao empregar uma modulação de luz inovadora, O Dr. Rietwyk e colegas desenvolveram uma nova abordagem que atende aos desafios impostos pelas células de próxima geração - abrindo um caminho para um dispositivo escalável e potencialmente comercial.

Professor Udo Bach, autor sênior, também da Exciton Science e Monash University, disse que a equipe realizou testes bem-sucedidos em lotes de pequenas células de pesquisa. A tecnologia, ele explicou, será simples de expandir e comercializar.

"Esta pesquisa mostra claramente que o desempenho dos dispositivos de células solares de perovskita é influenciado pelo número de pequenas imperfeições nas próprias células, " ele disse.

"Usar a modulação de luz para encontrar essas falhas é uma maneira rápida e robusta de resolver o problema - e deve funcionar em qualquer nível de produção."