Une équipe internationale de scientifiques a découvert que de minuscules défauts qui limitent l'efficacité des pérovskites, une matière première moins chère pour la fabrication de cellules solaires, sont également responsables des changements structurels qui entraînent la dégradation rapide du matériau. En utilisant diverses méthodes de vieillissement artificiel de la pérovskite avec la lumière du soleil, les chercheurs ont soigneusement analysé les changements dans le matériau et ont découvert comment accélérer considérablement l'apparition de cellules photovoltaïques à pérovskite durables et rentables.
Par rapport au silicium cristallin, les pérovskites sont plus abordables et plus faciles à traiter. Ils peuvent être utilisés pour fabriquer de l'encre pour l'impression de films minces et souples. Le rendement énergétique des cellules solaires en pérovskite est souvent équivalent, et dans le cas d'une architecture multicouche, même supérieur à celui des cellules solaires traditionnelles en silicium. Cependant, en raison de la durée de vie limitée, il est trop tôt pour parler d'une utilisation massive de ce matériau.
Le panneau solaire en silicium moyen dure 20 à 25 ans sans perte significative de performances, écrit Phys.org. Parce que les dispositifs à pérovskite sont beaucoup moins chers à fabriquer, ils n'ont pas besoin d'atteindre les mêmes niveaux pour être compétitifs. Mais pour révéler leur potentiel, les éléments doivent fonctionner pendant au moins dix ans.
Des experts de l'Université de Cambridge (Grande-Bretagne) et de l'Institut des sciences et technologies d'Okinawa (Japon) ont découvert le secret du "talon d'Achille" des pérovskites.
"En éclairant un film de pérovskite pendant un certain temps, nous avons simulé le processus de vieillissement des cellules photovoltaïques et avons constaté que la dynamique la plus intéressante se produit dans les grappes de pièges nanoscopiques", a déclaré le co-auteur de l'étude, Stuart McPherson. « Nous savons maintenant que les changements que nous avons constatés sont liés à la photodégradation du film. En conséquence, les pièges à porteurs limitant l'efficacité peuvent être directement liés au problème tout aussi important de la durée de vie des cellules solaires.
Cela signifie que si les scientifiques peuvent résoudre le problème de la formation de ces pièges à la surface du film, ils amélioreront les performances et la stabilité de l'ensemble du dispositif en cours de route. L'équipe de recherche a déjà prouvé que cela était possible : en modifiant la composition chimique et la façon dont le film de pérovskite se forme, ils ont pu contrôler le processus et, par conséquent, prolonger la durée de vie de l'élément.
Au début de l'année, des scientifiques singapouriens ont atteint un record pour une cellule solaire tandem fabriquée à partir de pérovskite et de matériaux organiques. L'efficacité était de 23,6% et se rapprochait de celle des cellules solaires au silicium modernes.
2022-05-27 20:08:43
Auteur: Vitalii Babkin