Les ingénieurs ont créé de nouvelles cellules solaires en pérovskite plus résistantes aux intempéries

Le soleil est une grande source d’énergie, mais bien sûr, ces rayons peuvent aussi être dommageables. En Corée du Sud, des ingénieurs ont mis au point une nouvelle méthode de fabrication de cellules solaires en pérovskite pour les protéger des éléments sans réduire leur efficacité.

Grâce à leur structure cristalline, les matériaux en pérovskite absorbent efficacement l’énergie de la lumière du soleil. Ils peuvent être modifiés pour absorber davantage de longueurs d’onde de la lumière, ce qui les rend plus efficaces. Malheureusement, c’est aussi leur défaut, ce qui rend le matériau plus vulnérable à une longue exposition à la chaleur, à l’humidité, à l’oxygène et à la lumière. Et c’est un vrai problème, étant donné que ces matériaux sont faits pour rester assis au soleil toute la journée.

C’est pourquoi une équipe de chercheurs de l’Institut coréen des sciences et technologies avancées (KAIST), de l’Université nationale de Séoul et de l’Université de Sejong a entrepris de modifier le matériau pour en améliorer la résistance.

Pour ce faire, l’équipe a soigneusement mélangé des molécules faites de phénéthylammonium et disposées en couches bidimensionnelles, à l’intérieur de la pérovskite. Cela a permis d’augmenter l’efficacité et la durabilité des cellules solaires, y compris celles fabriquées uniquement avec de la pérovskite et d’autres où la pérovskite était posée sur une couche de silicium.

Images au microscope électronique à transmission des nouvelles cellules solaires pérovskitesProfesseur Byungha Shin, KAIST

Les chercheurs rapportent que leur cellule solaire entièrement en pérovskite a atteint un rendement de conversion maximal de 20,7 %, et en a conservé 80 % après 1 000 heures de lumière continue. Associée à du silicium, l’efficacité a atteint 26,7 %, ce qui n’est pas loin du record actuel de 27,7 %, et sa durabilité est similaire.

« Nous avons développé un matériau pérovskite à large bande interdite de haute qualité et, en combinaison avec des cellules solaires en silicium, nous avons obtenu des cellules en tandem pérovskite-silicium de classe mondiale », explique Byungha Shin, chercheur principal de l’étude. « Notre but ultime est de développer des cellules solaires tandem à ultra-haute efficacité qui contribuent à l’augmentation de l’énergie solaire partagée entre toutes les sources d’énergie ».

L’équipe dit qu’elle prévoit de repousser les limites de cette efficacité, en espérant dépasser les 30 % qui échappent aux ingénieurs depuis des années – mais qui restent théoriquement possibles.

http://news.kaist.ac.kr/newsen/html/news/?mode=V&mng_no=6730

https://science.sciencemag.org/content/early/2020/03/25/science.aba3433