Les deux nouveaux modèles de cellules solaires tandem silicium-pérovskite qui ont tous deux dépassé la barre des 30 % d’efficacité.
Les scientifiques ont battu le record d’efficacité des cellules solaires tandem silicium-pérovskite, dépassant pour la première fois la barre des 30 %. Ce nouveau record porte la technologie au-delà des limites supérieures du silicium seul, en utilisant des matériaux peu coûteux et évolutifs.
Le silicium a longtemps dominé l’industrie des cellules solaires, grâce à une solide combinaison d’efficacité, de durabilité, de coût et de facilité de fabrication. Des décennies de progrès technologiques ont permis d’augmenter continuellement l’efficacité de ces cellules solaires, mais comme les dispositifs actuels approchent de la limite théorique de 29,4 % du matériau, il ne reste plus beaucoup de place pour la croissance.
La pérovskite apparaît rapidement comme une alternative, mais cela ne signifie pas que le silicium est remplacé. Au contraire, les deux matériaux fonctionnent très bien ensemble, absorbant différentes longueurs d’onde de la lumière – le silicium excelle dans la lumière rouge et infrarouge, tandis que la pérovskite se concentre mieux sur les parties verte et bleue du spectre.
Cela signifie que les cellules solaires tandem silicium-pérovskite ont le potentiel d’atteindre des rendements supérieurs à ceux que l’un ou l’autre peut atteindre seul. En 2018, le rendement record était de 25,2 %, qui a ensuite été battu deux fois en 2020 à 27,7 %, puis 29,15 %. Une autre avancée en 2021 l’a poussé encore plus près de 30 pour cent.
Et maintenant, ce cap a été franchi pour la première fois. Les chercheurs de l’EPFL et du CSEM ont développé des cellules solaires tandem silicium-pérovskite à haut rendement en utilisant deux conceptions différentes.
La première consiste en des couches de pérovskite déposées à partir d’une solution liquide sur une surface lisse de silicium, qui a atteint un rendement de 30,93% pour une cellule test mesurant 1 cm2 (0,2 in2). La seconde a utilisé une technique hybride de vapeur et de solution liquide pour déposer la pérovskite sur une surface de silicium texturée, ce qui a permis d’atteindre un rendement de 31,25 % pour une cellule solaire de 1 cm2.
Les chercheurs indiquent que d’autres travaux seront nécessaires pour déterminer dans quelle mesure les modèles peuvent être étendus à des surfaces plus grandes et pour vérifier leur longévité.
« On a dit que les technologies de pérovskite en tandem sur silicium avaient le potentiel de dépasser le seuil de 30 % d’efficacité, mais c’est la première fois que ce potentiel prévu de longue date est démontré, ce qui devrait, espérons-le, ouvrir la voie à une électricité durable encore moins chère à l’avenir », a déclaré Christian Wolff, chercheur principal de l’équipe de l’EPFL.
