L’amélioration de l’efficacité de conversion des cellules solaires est importante afin de nous permettre de mieux tirer parti de l’énergie solaire. Après tout, l’électricité produite à partir de la lumière du Soleil est une énergie renouvelable qui peut nous aider à réduire notre dépendance aux combustibles fossiles. Dans cette optique, une équipe de chercheurs de l’université Huaqiao en Chine a mis au point une cellule solaire tandem pérovskite-silicium de nouvelle génération. Contrairement aux dispositifs photovoltaïques tandem que nous avons déjà pu découvrir jusqu’ici, celle-ci arbore une conception à large bande interdite.
Des matériaux qui résistent mieux à la chaleur
Avant d’aller plus loin, il convient de noter que les semi-conducteurs à large bande interdite sont des matériaux dont les bandes interdites se situent généralement entre 2 et 4 eV. Ils ont l’avantage d’être moins sensibles aux variations de température grâce à leur capacité à résister à une température maximale de 300 °C. Cela les rend idéaux pour une application dans le domaine de l’énergie solaire photovoltaïque. La chaleur a effectivement un impact négatif sur l’efficacité de conversion des panneaux solaires. Pour détailler les résultats de leur recherche, les scientifiques de l’université chinoise mentionnée ci-dessus ont publié dans la revue Nature Communications un article intitulé « Surface reconstruction of wide-bandgap perovskites enables efficient perovskite/silicon tandem solar cells ».
Une recherche approfondie
L’étude a vu la participation d’une vingtaine de chercheurs. La cellule solaire que Zheng Fang, Bingru Deng, Yongbin Jin, Liu Yang, Lisha Chen et leurs collègues ont développée possède quatre bornes. Elle comprend une cellule supérieure à base de matériau à pérovskite avec une bande interdite d’énergie de 1,67. Afin de prévenir les défauts à la surface du matériau à pérovskite, les scientifiques ont eu recours à une technique de nettoyage par nano-polissage humide. Il s’avère que cette approche a également permis d’optimiser l’intensité de photoluminescence dudit matériau.
Des résultats intéressants
Pour évaluer l’efficacité de la conception, le groupe a construit un prototype de cellule solaire mesurant 300 × 300 mm. Celui-ci disposait d’un substrat en verre et en oxyde d’étain d’indium. Il bénéficiait aussi d’une couche de transport de trous à base d’oxyde de nickel (II) (NiOx) et d’acide phosphonique appelée méthyl-substituted carbazole (Me-4PACz). Pour couronner le tout, les universitaires ont prévu un absorbeur de pérovskite. Deux versions de l’appareil ont été mises au point, l’une opaque et l’autre semi-transparente. Celles-ci ont préservé environ 80 % de leur efficacité après une exposition pendant plus de 1500 heures sous la lumière solaire.
Cependant, la version semi-transparente s’est montrée plus performante. Les chercheurs l’ont ainsi utilisé pour développer une cellule tandem intégrant une cellule solaire en silicium à contact arrière. Testée dans des conditions d’éclairage normales, celle-ci a atteint une efficacité impressionnante de 33,10 % ! Fait intéressant, les chercheurs ne comptent pas en rester là. Des travaux sont déjà en cours pour réduire les défauts au niveau du matériau à pérovskite afin d’améliorer davantage le rendement de conversion de puissance. Plus d’infos : nature.com. Jusqu’où s’arrêteront les chercheurs en termes d’efficacité des cellules solaires ? Je vous invite à nous donner votre avis, vos remarques ou nous remonter une erreur dans le texte, cliquez ici pour publier un commentaire .
