Des cellules solaires pérovskites baignées de lumière bleue, et répondre en infrarouge. Crédit :Exciton Science
Un "truc de la lumière" littéral peut détecter les imperfections des cellules solaires de nouvelle génération, augmenter leur efficacité pour correspondre à celle des versions existantes à base de silicium, les chercheurs ont trouvé.
La découverte ouvre la voie à un meilleur contrôle de la qualité pour la production commerciale.
A petite échelle, Les cellules solaires à pérovskite, qui promettent une production d'énergie solaire bon marché et abondante, sont déjà presque aussi efficaces que celles au silicium.
Cependant, à mesure que le tartre augmente, les cellules pérovskites fonctionnent moins bien, en raison des imperfections de surface à l'échelle nanométrique résultant de la façon dont ils sont fabriqués.
Au fur et à mesure que le nombre de petits grumeaux et bosses indésirables augmente, la quantité d'énergie solaire produite par centimètre carré diminue.
Maintenant, cependant, Des chercheurs australiens ont trouvé une solution en utilisant une caméra.
Dans un article publié dans la revue Nano énergie , premier auteur, le Dr Kevin Rietwyk et ses collègues du Centre d'excellence australien de l'ARC en science de l'excitation, Université Monash, Université de technologie de Wuhan et CSIRO Energy, décrivent comment les imperfections critiques invisibles à l'œil nu peuvent être détectées en projetant de la lumière bleue sur les cellules et en enregistrant la lumière infrarouge qui rebondit.
La technique utilise une propriété des cellules solaires appelée « photoluminescence ».
C'est le processus par lequel un électron à l'intérieur d'une molécule ou d'un semi-conducteur est brièvement alimenté par un photon entrant. Lorsque l'électron revient à son état normal, un photon est recraché.
Des défauts à l'échelle microscopique modifient la quantité d'infrarouge produit. L'analyse de la variation de l'étendue de la lumière émise par la cellule solaire dans différentes conditions de fonctionnement donne des indices sur le bon fonctionnement de la cellule.
« En utilisant cette technique, nous pouvons rapidement identifier toute une gamme d'imperfections, " a déclaré le Dr Rietwyk, un chercheur d'Exciton Science basé à l'Université Monash.
"Nous pouvons alors déterminer s'il y en a suffisamment pour causer un problème et, si c'est le cas, ajuster le processus de fabrication pour le réparer. C'est une méthode de contrôle de la qualité très efficace."
Des méthodes de contrôle équivalentes sont courantes dans la fabrication de cellules en silicium. En utilisant une modulation lumineuse innovante, Le Dr Rietwyk et ses collègues ont conçu une nouvelle approche qui relève les défis posés par les cellules de nouvelle génération, ouvrant la voie à un dispositif évolutif et potentiellement commercial.
Cellules solaires pérovskites en alternance bleu et infrarouge. Crédit :Exciton Science/Science en public
Auteur principal, le professeur Udo Bach, également d'Exciton Science et de l'Université Monash, a déclaré que l'équipe avait effectué avec succès des tests sur des lots de petites cellules de recherche. La technologie, il expliqua, sera simple à mettre à l'échelle et à commercialiser.
"Cette recherche montre clairement que les performances des dispositifs à cellules solaires à pérovskite sont influencées par le nombre de petites imperfections dans les cellules elles-mêmes, " il a dit.
"L'utilisation de la modulation de la lumière pour trouver ces défauts est un moyen rapide et robuste de résoudre le problème, et qui devrait fonctionner à n'importe quel niveau de production."
