Laser a raggi X rivela segreti nascosti delle celle solari

Redazione

Agosto 23, 2025 - 15:30

Laser a raggi X rivela segreti nascosti delle celle solari

Con il laser a raggi X più potente al mondo, un gruppo di ricercatori del centro europeo European XFEL, vicino ad Amburgo, è riuscito a osservare per la prima volta minuscole deformazioni all’interno dei materiali usati nelle celle solari. Un risultato che, secondo gli scienziati, potrebbe aprire la strada a una nuova generazione di dispositivi optoelettronici più efficienti, dai pannelli fotovoltaici agli schermi fino ai sensori di nuova concezione.

La scoperta è stata guidata da Johan Bielecki, ricercatore presso lo strumento SPB/SFX del laboratorio XFEL, grazie a impulsi di luce della durata di pochi femtosecondi, cioè un milionesimo di miliardesimo di secondo. Questi lampi ultrarapidi hanno permesso di catturare in tempo reale le piccolissime variazioni della struttura atomica di un materiale semiconduttore mentre veniva colpito dalla luce. In pratica, per la prima volta è stato possibile “fotografare” la dinamica invisibile che si crea tra elettroni e atomi su scale infinitesimali.

Il fenomeno osservato riguarda le cosiddette coppie elettrone-lacuna. Quando la luce investe un semiconduttore, gli elettroni vengono eccitati e iniziano a muoversi lasciando dietro di sé delle “lacune” cariche positivamente. Entrambi si spostano all’interno del materiale, deformando leggermente il reticolo cristallino che li circonda. Questa deformazione, impercettibile fino a oggi, è stata catturata in esperimenti condotti su un nanocristallo di bromuro di piombo e cesio (CsPbBr₃), grande appena pochi milionesimi di millimetro.

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