Een letterlijke "truc van het licht" kan onvolkomenheden detecteren in zonnecellen van de volgende generatie, het verhogen van hun efficiëntie om die van bestaande op silicium gebaseerde versies te evenaren, onderzoekers hebben gevonden.

De ontdekking opent een weg naar verbeterde kwaliteitscontrole voor commerciële productie.

Op kleine schaal, perovskiet-zonnecellen - die een goedkope en overvloedige opwekking van zonne-energie beloven - zijn al bijna net zo efficiënt als siliciumcellen.

Echter, naarmate de schaal toeneemt, presteren de perovskietcellen minder goed, vanwege oppervlakte-imperfecties op nanoschaal die het gevolg zijn van de manier waarop ze zijn gemaakt.

Naarmate het aantal ongewenste kleine klontjes en bultjes groeit, de hoeveelheid opgewekte zonne-energie per vierkante centimeter daalt.

Nutsvoorzieningen, echter, Australische onderzoekers hebben een oplossing bedacht:met behulp van een camera.

In een artikel gepubliceerd in het tijdschrift Nano-energie , eerste auteur Dr. Kevin Rietwyk en zijn collega's van het Australische ARC Centre of Excellence in Exciton Science, Monash universiteit, Wuhan University of Technology en CSIRO Energy, beschrijven hoe kritieke onvolkomenheden die onzichtbaar zijn voor het blote oog kunnen worden gedetecteerd door blauw licht op de cellen te schijnen en het infrarood licht dat terugkaatst vast te leggen.

De techniek maakt gebruik van een eigenschap van zonnecellen die "fotoluminescentie" wordt genoemd.

Dit is het proces waarbij een elektron in een molecuul of halfgeleider kort wordt gevoed door een binnenkomend foton. Wanneer het elektron terugkeert naar zijn normale toestand, een foton wordt terug uitgespuugd.

Microschaalfouten veranderen de hoeveelheid geproduceerd infrarood. Analyse van hoe de mate van het door de zonnecel uitgestraalde licht varieert onder verschillende bedrijfsomstandigheden, geeft aanwijzingen over hoe goed de cel functioneert.

"Door deze techniek te gebruiken, we kunnen snel een hele reeks onvolkomenheden identificeren, " zei dr. Rietwyk, een Exciton Science-onderzoeker aan de Monash University.

"We kunnen dan uitzoeken of er genoeg van zijn om een ​​probleem te veroorzaken en, als, pas het productieproces aan om het te repareren. Het zorgt voor een zeer effectieve kwaliteitscontrolemethode."

Gelijkwaardige controlemethoden zijn gebruikelijk bij de fabricage van siliciumcellen. Door gebruik te maken van een innovatieve lichtmodulatie, Dr. Rietwyk en collega's hebben een nieuwe benadering ontworpen die de uitdagingen van next-gen-cellen aangaat en een weg opent naar een schaalbaar en mogelijk commercieel apparaat.

Senior auteur professor Udo Bach, ook van Exciton Science en Monash University, zei dat het team succesvolle testruns had uitgevoerd op batches van kleine onderzoekscellen. De technologie, hij legde uit, eenvoudig op te schalen en te commercialiseren zijn.

"Dit onderzoek toont duidelijk aan dat de prestaties van perovskiet-zonnecelapparaten worden beïnvloed door het aantal kleine onvolkomenheden in de cellen zelf, " hij zei.

"Het gebruik van lichtmodulatie om deze gebreken te vinden is een snelle en robuuste manier om het probleem op te lossen - en een die op elk productieniveau zou moeten werken."