Nouvelle avancée pour les cellules solaires en perovskite

Une équipe de chercheurs de l’Université de New South Wales (UNSW) à Sydney, en Australie, a fait une avancée significative en créant la plus grande cellule solaire de perovskite jusqu’à présent et en établissant un nouveau record d’efficacité.

Selon eux, ils ont réussi à obtenir une efficacité de conversion de l’énergie de 12,1 % pour une cellule solaire de perovskite de 16 cm2. Cette cellule est également environ 10 fois plus grande que n’importe quelle cellule de perovskite haute efficacité existante. L’équipe a également réussi à atteindre 18% d’efficacité pour une cellule de perovskite unique de 1,2 cm2, ainsi que 11,5% pour un mini-module de perovskite de quatre cellules.

Ces cellules obtiennent leur nom des cristaux avec lesquels ils sont fabriqués, transformés en une structure appelée perovskite. En raison de leur caractéristique particulière, ces cellules peuvent absorber plus de lumière que les cellules solaires en silicium.

Dr Anita Ho-Baillie (première rangée, en bas à gauche) et son équipe de recherche de perovskite de 12 personnes au Centre australien du photovoltaïque avancé de l’UNSW.

Pour fabriquer des cellules solaires de perovskite, les ingénieurs développent des cristaux dans une structure connue sous le nom de «perovskite», nommée d’après Lev Perovski, le minéralogiste russe qui l’a découvert. Ils ont d’abord dissous une sélection de composés dans un liquide pour fabriquer l’encre, puis déposez-le sur un verre spécialisé qui peut conduire l’électricité. Lorsque l’encre sèche, elle laisse derrière elle un film mince qui cristallise sur le dessus du verre lorsque de la chaleur douce est appliquée, ce qui donne une mince couche de cristaux de perovskite.

La partie délicate développe un film mince de cristaux de perovskite afin que la cellule solaire qui en résulte absorbe une quantité maximale de lumière. Dans le monde entier, les ingénieurs travaillent pour créer des couches lisses et régulières de perovskite avec de grandes tailles de grain de cristal afin d’augmenter les rendements photovoltaïques.

La plupart des cellules solaires commerciales du monde sont fabriquées à partir d’un cristal de silicium raffiné et hautement purifié et, ces cellules de silicium commerciales les plus efficaces (connues sous le nom de cellules PERC et inventées à l’UNSW), doivent être cuites à haute température au-dessus de 800 ° C. Les perovskites sont, elles, fabriquées à basse température et 200 fois plus fines que les cellules de silicium.  Elles sont donc beaucoup moins chers à produire.

« C’est un domaine de recherche très chaud, avec de nombreuses équipes en compétition pour faire avancer l’industrie photovoltaïque« , a déclaré Ho-Baillie. « Les perovskites sont venus de nulle part en 2009, avec une efficacité de 3,8%, et ont depuis augmenté à pas de géant. Ces résultats placent UNSW parmi les meilleurs groupes au monde produisant des cellules solaires en perovskite à haute performance. Et je pense que nous pouvons passer à 24% dans un délai d’un an environ. »

Les cellules de la perovskite peuvent également être créées sous différentes couleurs, ou être transparentes en raison de leur composition chimique. Cela signifie qu’elles peuvent être utilisées pour couvrir pratiquement n’importe quelle surface, comme des côtés ou les toits de bâtiments, des gadgets, des voitures et même des fenêtres.

L’un des principaux inconvénients des cellules solaires de perovskite est le fait qu’elles ne sont pas très durables. Elles sont actuellement sujettes à des températures et à une humidité fluctuantes, ce qui ne fait que quelques mois sans protection. Cependant, l’équipe croit qu’elle peut également améliorer leur durabilité car elles s’efforcent d’atteindre des niveaux d’efficacité encore plus élevés.