I rivelatori diretti a raggi X stanno diventando sempre più importanti nella diagnostica medica grazie alla loro elevata risoluzione energetica e all'integrazione di sistema. Negli ultimi anni, le perovskiti ad alogenuri metallici (MFP) hanno attirato l'attenzione per la loro sintonizzabilità strutturale e biocompatibilità. Tuttavia, i dispositivi esistenti richiedono spesso tensioni operative elevate per migliorare l'efficienza di utilizzo dei portatori, il che può causare danni ai cristalli e migrazione degli ioni, limitandone le applicazioni.
Il team di ricerca guidato dal Prof. Jin Zhiwen presso la Facoltà di Fisica dell'Università di Lanzhou ha progettato una serie di nuovi materiali MFP regolando strategicamente le strutture ioniche in diversi siti reticolari. Questo approccio ottimizza le interazioni cristalline interne, migliorando significativamente la stabilità del dispositivo in presenza di campi elettrici elevati e radiazioni intense (come documentato inAngew. Chem. Int. Ed.2022, 2023;Avv. Mater.2023;Nano Lett.2023;npj Elettrone flessibile.2024).
Di recente, il team ha proposto unstrategia di rilevamento autoalimentataSfruttando l'effetto fotovoltaico di massa (BPVE). Riducendo la simmetria cationica nel sito A, hanno indotto la polarità del cristallo per migliorare i campi di polarizzazione interni, consentendo un'efficiente separazione e raccolta dei portatori senza tensione esterna. Il dispositivo risultante ha raggiunto un'elevatissima sensibilità a 0 V di polarizzazione e ha aperto la strada a uno schema di imaging basato su un sensore di calcolo per sistemi a raggi X ad alte prestazioni. Questi risultati sono stati pubblicati suMateriali avanzati(2025,37, 2502335).
Imaging della tensione implicita a circuito aperto basato sulla fotoluminescenza per test in loco di celle solari perovskite
Un team dell'Università del Nuovo Galles del Sud (UNSW) ha sviluppato un metodo senza contatto per monitorare le celle solari a perovskite (PSC) all'aperto utilizzandoimaging a fotoluminescenza (PL)Emappatura della tensione implicita a circuito aperto (iVOC)Questo approccio consente l'analisi spaziale in tempo reale del degrado delle prestazioni sotto la luce solare naturale, una novità assoluta per l'imaging quantitativo iVOC all'aperto.
L'imaging PL tradizionale richiede ambienti bui per evitare interferenze con la luce ambientale. Al contrario, questa tecnica utilizza la luce solare come sorgente di eccitazione e un filtro passa-banda stretto (BPF) per isolare i segnali PL. Il team l'ha convalidata su mini-moduli da 5 cm × 5 cm e celle da 0,06 cm² (efficienza del 20%) a Sydney, ottenendoErrore iVOC <5%tramite calibrazione a singolo BPF. La configurazione a basso costo include una fotocamera astronomica CMOS, obiettivi industriali e filtri ottici standard.
Secondo il ricercatore capo Félix Gayot, questo metodo fornisce informazioni spaziali sui meccanismi di degradazione (ad esempio, variazioni della resistenza di contatto, ricombinazione non radiativa) che il monitoraggio esterno convenzionale (efficienza, fattore di riempimento) non è in grado di catturare. I lavori futuri estenderanno la tecnica al fotovoltaico a concentrazione (CPV) e alle celle solari tandem.
La partnership sostenuta da Bill Gates stabilisce un record mondiale per l'efficienza solare della perovskite
Il National Renewable Energy Laboratory (NREL) degli Stati Uniti e CubicPV, finanziato da Bill Gates, hanno raggiunto unrecord di efficienza certificata del 24,0%per un micromodulo fotovoltaico in perovskite. Questa pietra miliare segna un passo fondamentale verso l'industrializzazione della tecnologia solare di terza generazione.
I materiali perovskiti offrono vantaggi rispetto al silicio:costi di produzione inferiori,flessibilità leggerae un limite di efficienza teorico del 33%. Il micromodulo utilizza celle interconnesse per bilanciare l'elevata efficienza con la scalabilità su ampia area, una sfida per la commercializzazione della perovskite. Le innovazioni nella deposizione di film sottili e nella progettazione dell'interfaccia hanno supportato questa svolta.
A livello globale, la ricerca sulla perovskite sta accelerando:
Cina: Università di Hainan (efficienza del 27,32%), Università di Nanchino (28,2% per celle tandem interamente in perovskite).
Applicazioni: Fotovoltaico integrato negli edifici (BIPV), elettronica indossabile e fotovoltaico integrato nei veicoli.
Grazie a una fabbricazione ottimizzata, le perovskiti potrebbero ridurre i costi di sistema e ampliare l'adozione delle energie rinnovabili.
