Face à l’urgence climatique qui nous oblige à nous tourner vers les énergies renouvelables, les cellules solaires à pérovskite suscitent une attention considérable en tant que technologie émergente. Ces dispositifs photovoltaïques, qui utilisent des matériaux structurés en pérovskite, sont convoités du fait qu’ils offrent un rendement plus élevé par rapport aux cellules conventionnelles en silicium. Bien sûr, ils ont aussi leurs inconvénients. Par exemple, le matériau de couche de transport de trous (HTL), connu sous le nom de spiro-OMeTAD, intégré dans ces cellules solaires est vulnérable à la chaleur. Au-delà de 70 °C, celui-ci a tendance à se cristalliser, et ce, bien que le film supporte généralement des températures allant jusqu’à 120 °C. Cela entraine un problème de stabilité. De plus, ce phénomène peut affecter négativement la durée de vie des panneaux solaires.
L’infiltration en phase de vapeur comme méthode de base
Afin d’améliorer la fiabilité des cellules solaires à pérovskite, les scientifiques de l’Institut de Technologie de Géorgie, à Atlanta, aux États-Unis ont développé une solution pour le moins prometteuse. Celle-ci consiste à ajouter de l’oxyde/hydroxyde de titane (TiOx) au matériau de couche de transport de trous. Pour ce faire, ils ont mis en œuvre une technique appelée « infiltration en phase de vapeur ». Il s’agit d’une méthode de dépôt qui permet de créer des matériaux hybrides organiques-inorganiques aux propriétés exceptionnelles. En adoptant cette approche révolutionnaire, les chercheurs sont parvenus à créer une cellule solaire à pérovskite plus résistante à la chaleur.
Des résultats prometteurs
Le nouveau matériau de couche de transport de trous développé par le professeur Juan Pablo Correa-Baena et ses collègues a amélioré la capacité de l’appareil photovoltaïque à prévenir le phénomène de cristallisation. La technologie, en instance de brevet, a fait ses preuves lors de tests en laboratoire. Pour évaluer son efficacité, les scientifiques ont mis au point un prototype de cellule solaire qu’ils ont ensuite soumis à une température de 75 °C pendant 200 heures. À l’issue de cette épreuve, la cellule en pérovskite a préservé près de 80 % de son efficacité de conversion d’origine.
Une meilleure résistance à la chaleur
Pour détailler leurs travaux, le groupe de recherche du Georgia Institute of Technology ont publié dans la revue ACS Energy Letters une étude intitulée Vapor Phase Infiltration Improves Thermal Stability of Organic Layers in Perovskite Solar Cells. Que l’on peut traduire en français par « l’infiltration en phase vapeur améliore la stabilité thermique des couches organiques dans les cellules solaires à pérovskite ». Par rapport aux cellules solaires traditionnelles, l’appareil photovoltaïque révolutionnaire du GIT présenterait une efficacité d’environ deux fois supérieure en termes de résistance à la chaleur. Fait intéressant, cette avancée pourrait également profiter à d’autres domaines, notamment à celui de l’électronique organique. Plus d’infos : pubs.acs.org. Que pensez-vous de cette étude sur les 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 .
