Malgrat la importància de determinar el potencial d'un dispositiu fotovoltaic, els mètodes actuals per mesurar la transferència d'electrons entre interfícies segueixen sense ser precisos. En aquesta línia, un equip de científics de l'Escola Politècnica Federal de Lausana (EPFL, Suïssa) ha desenvolupat un nou mètode, que utilitza polsos d'emissió contínua en l'ultraviolat profund i que permet mesurar de forma més precisa la transferència d'electrons en panells fotovoltaics. Els resultats d'aquest estudi han estat publicats en Journal of the American Chemical Society.
Mesurament del potencial
Els sistemes fotovoltaics més estudiats són les cèl·lules solars sensibilitzades, formades per un sensibilitzador molecular o d'estat sòlid que obté llum i injecta un electró en un substrat que afavoreix la migració. No obstant això, les metodologies actuals basades en freqüències de llum des de les visibles als THz (longituds d'ona entre els 400 i els 30 000 nm) poden retornar resultats poc precisos. Aquest mètode és sensible a portadors que queden lliures en la banda de conducció del substrat semiconductor. No són, per tant, específics del tipus de substrat i no poden utilitzar-se en la nova generació de cel·les fotovoltaiques sensibilitzades d'estat sòlid.
L'equip de la EPFL va proposar-se superar les limitacions dels mètodes de mesurament actuals de transferència d'electrons mitjançant dos tipus de sistemes de conversió solar sensibilitzats per colorant: un basat en diòxid de titani i l'altre en nanopartícules d'òxid de zinc, els quals pertanyen a la categoria de substrats d'òxids de metalls de transició. Mitjançant polsos d'emissió contínua en l'ultraviolat profund, els científics de la EPFL van desenvolupar un mètode de substrat específic per detectar la transferència d'electrons.
Els òxids de metalls de transició (TiO2, ZnO, NiO) són aïllants de banda ampla que des de fa dos decennis destaquen per la seva utilitat en aplicacions fotocatalítiques de conversió d'energia solar. Malgrat l'enorme interès que existeix per aquest tipus de materials, encara no es coneix amb precisió la pròpia naturalesa de les excitacions electròniques elementals (excitones de Frenkel, Wannier o de transferència de càrrega). Una subvenció avançada de la Unió Europea va contribuir a la recerca realitzada en el projecte DYNAMOX (Charge carrier dynamics in metall oxidis), creat per desenvolupar eines experimentals noves que ens ofereixin informació fins ara inaccessible sobre les dinàmiques del portador de càrrega en òxids de metalls de transició. La recerca, duta a terme a Lausana, ajudarà identificar les transicions excitòniques amb major claredat.
