L’invention d’une cellule solaire tandem 4T avec un rendement record de 31,5 %

Le King Abdullah University of Science and Technology (KAUST) est un acteur incontournable du secteur énergétique. Depuis plusieurs années, ses chercheurs mènent des travaux ayant pour but d’améliorer les performances et la fiabilité des panneaux solaires. Dans une nouvelle étude parue dans ACS Energy Lett, une équipe de la prestigieuse université saoudienne annonce ainsi avoir réussi à mettre au point une cellule solaire tandem à quatre terminaux dotée d’une efficacité jamais atteinte auparavant. Celle-ci adopte une conception à triple jonction de type pérovskite/pérovskite/silicium et possède une surface active de 1 cm². Pour en arriver là, le groupe de recherche dirigé par Stefaan De Wolf a toutefois dû surmonter une multitude de défis. Parmi eux figurait la difficulté de créer une liaison entre la cellule supérieure et la cellule intermédiaire qui sont toutes les deux en pérovskite.

Des couches intermédiaires

D’après l’auteur principal de l’étude, lui et ses collaborateurs ont réussi à développer une solution ingénieuse pour résoudre ce problème. Ils ont notamment ajouté des couches d’interconnexion entre les deux éléments en pérovskite dans les cellules à triple jonction. La couche de transport des trous est constituée d’un composé baptisé poly(9, 9-bis(3′-(N,N-diméthyl)-N-éthylammoinium-propyl-2,7-fluorène)-alt-2,7-(9,9 dioctylfluorène))dibromide (PFN-Br). Comme si cela ne suffisait pas, les scientifiques y ont ajouté de l’oxyde de nickel (NiOx).

Une conception innovante

De son côté, la cellule solaire pérovskite supérieure arbore une conception à base d’un substrat fabriqué à partir de verre et d’oxyde d’indium et d’étain. L’absorbeur est constitué d’un matériau pérovskite appelé Cs0.1FA0.9PbI1Br1. 96Cl0.04. Les chercheurs de l’université saoudienne ont aussi prévu un contact métallique en argent (Ag). À cela s’ajoute un revêtement antireflet fabriqué à partir de fluorure de magnésium (MgF2). La cellule comporte en outre une couche de transport d’électrons à base de buckminsterfullerène (C60). Autant dire qu’elle arbore une conception innovante qui en fait un dispositif capable de convertir la lumière solaire en électricité de manière performante et sans précédent.

Des résultats prometteurs

En parlant de performance, sachez que l’appareil à quatre terminaux a atteint une efficacité de conversion globale de 31,5 %, soit de 14,3 % pour la cellule à pérovskite supérieure et 17,2 % pour le dispositif pérovskite central et la cellule silicium inférieure. À noter que ces derniers ont été incorporés dans une cellule tandem pérovskite/silicium monolithique. En plus de ce rendement record, l’équipe a constaté une certaine stabilité puisque la cellule solaire tandem 4T avait conservé près de 80 % de son efficacité initiale après 25 heures de fonctionnement à pleine puissance. Plus d’infos : pubs.acs.org. Que pensez-vous des résultats de cette étude ? Je vous invite à nous donner votre avis, vos remarques ou nous remonter une erreur dans le texte, cliquez ici pour publier un commentaire .