Une technologie qui améliorerait de 60 fois l’efficacité des panneaux solaires en pérovskite ?

Les cellules solaires à pérovskite se démarquent par leur efficacité. Selon des informations publiées sur le site de l’Institut national pour l’énergie solaire (INES), le rendement le plus élevé enregistré par un dispositif tandem, alliant pérovskite et silicium, est de 33,9 % sur 1 cm². Toutefois, bien que ces cellules permettent de convertir efficacement le rayonnement solaire en électricité, elles sont particulièrement fragiles et ne peuvent pas encore être commercialisées. Actuellement, de nombreux scientifiques travaillent sur des techniques permettant d’améliorer leur durabilité, à l’instar d’une équipe de chercheurs de l’École d’ingénierie de l’Université des sciences et technologies de Hong Kong. Cette dernière, dirigée par le professeur Lin Yen-Hung, a mis au point une méthode de passivation permettant d’optimiser le rendement des dispositifs photovoltaïques conçus à partir de pérovskite, ainsi que leur durée de vie.

Une méthode de passivation utilisant des molécules d’amino-silane

Durant leurs recherches, les scientifiques ont analysé différentes techniques de passivation et se sont penchés sur les molécules d’amino-silane. Grâce à des combinaisons de différents types d’amines (primaires, secondaires et tertiaires), ils ont réussi à améliorer la surface des cellules solaires à pérovskite et de corriger les défauts qui affectent négativement sur leur performance. En d’autres termes, ils sont parvenus à optimiser leur efficacité et leur longévité. Ce qui constitue un grand pas vers la production à grande échelle et la commercialisation de cette technologie. D’après le professeur Lin Yen-Heung, plusieurs méthodes de passivation développées durant la dernière décennie ont amélioré l’efficacité des cellules photovoltaïques à pérovskite. Cependant, les techniques qui ont permis d’augmenter le rendement n’ont eu aucun réel effet positif sur la stabilité opérationnelle.

Des tests réussis

Pour évaluer l’efficacité de leur méthode de passivation, les chercheurs de l’Université des sciences et technologies de Hong Kong ont conçu des cellules de 0,25 cm² et de 1 cm². Durant les tests, ils ont remarqué une faible perte de tension sur des bandes interdites comprises entre 1,6 et 1,8 eV, et enregistré une augmentation de la capacité des dispositifs à convertir les rayons du soleil en électricité, d’environ 60 fois. Par ailleurs, le traitement chimique à l’amino-silane a grandement amélioré la stabilité opérationnelle des cellules photovoltaïques à pérovskite. Elles ont maintenu 95 % de leur efficacité après 1 500 heures d’utilisation, avec une MPP (efficacité du point de puissance maximale) de 19,4 % et une PCE (efficacité de conversion de puissance) estimée à 20,1 %.

Une méthode de traitement utilisée dans l’industrie des semi-conducteurs

Le traitement à l’amino-silane permet d’améliorer l’efficacité des cellules photovoltaïques à pérovskite, leur stabilité opérationnelle et peut être mis en œuvre pour une production à grande échelle. En effet, contrairement à certaines méthodes de passivation nécessitant des procédés complexes, la technique développée par les chercheurs est similaire à celle d’amorçage HDMS. Cette dernière est utilisée dans l’industrie des semi-conducteurs et selon le professeur Lin Yen-Hung, cette similitude facilite l’intégration de la méthode mise au point par les scientifiques dans des processus de production déjà existants.

À noter que l’équipe qui a réalisé l’étude n’est pas essentiellement composée de chercheurs provenant de l’Université des sciences et technologies de Hong Kong. Des collaborateurs de l’Université d’Oxford et de celle de Sheffield ont également participé aux recherches. Verrons-nous prochainement des panneaux solaires sur le marché avec cette technologie ? Je vous invite à nous donner votre avis, vos remarques ou nous remonter une erreur dans le texte, cliquez ici pour publier un commentaire .