Vers des cellules solaires en pérovskite plus stables et avantageuses
Des chercheurs du Centre Michael Grätzel pour les cellules mésoscopiques ont créé une cellule solaire qui ne requiert aucune couche conductrice de trous, et dont le taux de conversion énergétique avoisine les 12.8%. Ce système novateur, resté stable plus de 1000 heures en plein soleil, va fortement réduire le coût des cellules solaires.
Les pérovskites hybrides organiques-inorganiques d’halogénure de plomb méthylammonium ont fait l’objet d’une grande attention dans le domaine de la photovoltaïque à pellicule fine en raison de leur coefficient d’absorption élevé, de la mobilité de leurs porteurs de charges et de leur longueur de diffusion. Ces cellules sont cependant très coûteuses, car elles requièrent une couche de transport de trous faite de matériaux purs et complexe à fabriquer.
Or, une équipe de scientifiques du Centre Michael Grätzel pour les cellules mésoscopiques de l’Université chinoise de Huazhong est parvenue à fabriquer une cellule solaire pérovskite dépourvue de couche transporteuse de trous. Celle-ci atteint des taux élevés de conversion énergétique (12.8%) et reste stable plus de 1’000 heures exposée en plein soleil.
Les chercheurs ont dû filtrer une solution d’iodure de plomb, d’iodure de méthylammonium et d’iodure d’acide 5 ammoniaco-valérianique via un film carbone poreux. La structure de leur cellule solaire consistait quant à elle d’une double couche de dioxyde de titane et de dioxyde de zircon recouverte d’un film carbone poreux. Les cristaux pérovskites de cations mixtes ainsi créés ont montré une capacité de charge supérieure aux cellules pérovskites usuelles et un meilleur contact de surface, donc une stabilité accrue, grâce à leurs trois couches.
Les cellules solaires pérovskites semblent désormais idéales pour répondre à nos demandes croissantes en énergie renouvelable. Cette avancée, qui améliore directement l’un de leurs facteurs limitatifs, montre la voie à un nouveau type de cellules solaires avantageuses.
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Cette étude est une collaboration entre le Laboratoire de Photonique et Interfaces de l’EPFL et le Centre Michael Grätzel pour les cellules mésoscopiques de l’Université de Huazhong.
Source
Mei A, Li X, Liu L, Ku Z, Liu K, Rong Y, Xu M, Hu M, Chen J, Yang Y, Grätzel M, Han H. A hole-conductor–free, fully printable mesoscopic perovskite solar cell with high stability. Science 345:6194 DOI: 10.1126/science.1254763