Een doe-het-zelf-apparaat dat als hobby begon en tijdens COVID-19 van de grond kwam, zou kunnen helpen om de volgende generatie zonne-energie te ontgrendelen, inclusief geavanceerde technologie voor ruimtemissies.

Dr. Jamie Laird, een Research Fellow bij het ARC Centre of Excellence in Exciton Science en de Universiteit van Melbourne, heeft een nieuwe machine uitgevonden voor het testen van de defecten in perovskiet-zonnecellen, de eerste in zijn soort waar ook ter wereld.

Perovskiet-zonnecellen kunnen qua efficiëntie evenaren met silicium, zijn goedkoper te produceren en flexibeler, maar ze zijn nog niet commercieel levensvatbaar geworden, omdat ze nog steeds te onstabiel zijn wanneer ze worden blootgesteld aan hitte, licht, vocht en zuurstof.

Dat is waar Jamie's apparaat van pas komt. Een combinatie van een microscoop en een speciale laser, het produceert foto's en kaarten van de defecten in zonnecellen en vertelt wetenschappers waar de cellen in de loop van de tijd en gebruik aan kracht of efficiëntie verliezen. Het biedt ook gegevens om aan te geven waarom.

Een voorbeeld van microspectroscopie, de innovatieve techniek begon als een persoonlijk project voor Jamie en was oorspronkelijk bedoeld om mineralen te analyseren.

Toen hij bij Exciton Science kwam, realiseerde Jamie zich dat zijn gadget een perfect hulpmiddel zou zijn om collega's - en andere vooraanstaande zonnecelonderzoekers over de hele wereld - te helpen de frustrerende problemen die perovskieten ervan weerhielden hun opwindende belofte waar te maken, beter te begrijpen.

"De basis van de techniek is microscopie, maar deze combineert met frequentieanalyse," zei Jamie.

"We gebruiken een laserstraal en we focussen op een plek en scannen over het apparaat om de kwaliteit van de zonnecel te meten."

"Deze nieuwe methode stelt ons in staat om beeldvormende analyses uit te voeren van hele of complete zonnecellen en te kijken hoe ze presteren, hoe ze veranderen met de tijd en veroudering, en hoe goed een zonnecel ze zijn."

Naast partners aan de Monash University stuurt een team van de Universiteit van Oxford al voorbeelden van geavanceerde prototypes om te testen door Jamie's zelfgemaakte machine.

En leden van de Universiteit van Sydney die werken aan experimentele zonnecellen voor satellieten en andere ruimtevoertuigen staan ​​ook op de wachtlijst om samen te werken.

"Je kunt geen zonnecel hebben die snel vergaat als het de bedoeling is dat hij 20 jaar in het veld meegaat," zei Jamie.

"Dit is een ontbrekende schakel in het repertoire van technieken die we op dat probleem moeten gooien."

Jamie's werk is gepubliceerd in het tijdschrift Small Methods . + Verder verkennen

Het opnieuw rangschikken van de lagen in zonnecelmodules kan de efficiëntie helpen verbeteren