Des cellules solaires en pérovskite atteignent un rendement de 21,1%
Un image microscope du film perovskite triple-cation © M. Grätzel/EPFL
Des scientifiques de l'EPFL sont parvenus à la plus haute reproductibilité jamais atteinte pour des cellules solaires en pérovskite, combinée avec un rendement qui repousse les limites à 21.1% dans des conditions d'utilisation normales.
Les cellules solaires en pérovskite sont très prometteuses en termes d'énergie solaire rentable. Toutefois, la stabilité thermique pose problème, car elle peut limiter de manière significative le rendement d'une cellule solaire à long terme. Une équipe de scientifiques conduits par le laboratoire de Michael Grätzel à l'EPFL ont réussi à développer une cellule solaire en pérovskite contenant du césium qui a atteint un rendement de 21,1%, ainsi qu'un record mondial de reproductivité. Ce travail est publié dans Energy and Environmental Science.
En ajoutant du césium, les scientifiques de l'EPFL, dirigés par le post-doctorant Michael Saliba, ont élaboré le premier composé de pérovskite à triple-cations (Cs/MA/FA). Les nouveaux films sont plus stables à la chaleur et moins affectés par les variables fluctuantes d'environnement, telles que la température, les vapeurs de solvants ou le protocole de chauffage utilisé pour le dispositif. Mais plus important, ils attestent de rendements de conversion stabilisés de 21,1%, et des taux de sortie de 18% dans des conditions opérationnelles, même au-delà de 250 heures.
«C'est une percée absolue» dit Michael Saliba. «Ces propriétés sont décisives en vue de la commercialisation de photovoltaïque à pérovskites, particulièrement dans la mesure où la reproductibilité et la stabilité sont les principales exigences d'une production rentable et à grande échelle de cellules solaires à pérovskite.»
Cette étude résulte d'une collaboration des laboratoires suivants de l'EPFL: Laboratoire de photonique et interfaces, Laboratoire des sciences photomoléculaires, Groupe pour la génie moléculaire des matériaux fonctionnels et Panasonic Corporation.
Le projet a été financé par le septième programme-cadre de recherche et de développement technologique de l'Union européenne, le SNSF-NanoTera (SYNERGY) et l'Office fédéral suisse de l'énergie (SYNERGY), le CCEM-CH, et le King Abdulaziz City for Science and Technology (KACST).
Source
Saliba M, Matsui T, Seo J-Y, Domanski K, Correa-Baena J-P, Nazeeruddin MK, Zakeeruddin SM, Tress W, Abate A, Hagfeldt A, Grätzel M. Cesium-containing Triple Cation Perovskite Solar Cells: Improved Stability, Reproducibility and High Efficiency.Energy and Environmental Science 16 March 2016. DOI: 10.1039/C5EE03874J