Les scientifiques australiens ont pour la premiĂšre fois produit une nouvelle gĂ©nĂ©ration de cellules d’Ă©nergie solaire expĂ©rimentales qui satisfont aux normes strictes de la Fee Ă©lectrotechnique internationale en matiĂšre de chaleur et d’humiditĂ©.

Les rĂ©sultats de la recherche, une Ă©tape importante vers la viabilitĂ© commerciale des cellules solaires Ă  pĂ©rovskite, sont publiĂ©s aujourd’hui dans la revue Science.

Les cristaux de pérovskite pourraient soutenir une énergie renouvelable bon marché

Les systĂšmes d’Ă©nergie solaire sont dĂ©sormais rĂ©pandus dans l’industrie et le logement domestique. La plupart des systĂšmes actuels dĂ©pendent du silicium pour convertir la lumiĂšre du soleil en Ă©nergie utile.

Cependant, le taux de conversion Ă©nergĂ©tique du silicium dans les panneaux solaires est proche d’atteindre ses limites naturelles. Ainsi, les scientifiques ont explorĂ© de nouveaux matĂ©riaux qui peuvent ĂȘtre empilĂ©s sur le silicium afin d’amĂ©liorer les taux de conversion d’Ă©nergie. L’un des matĂ©riaux les plus prometteurs Ă  ce jour est une pĂ©rovskite aux halogĂ©nures mĂ©talliques, qui peut mĂȘme surpasser le silicium seul.

« Les pĂ©rovskites sont une viewpoint trĂšs prometteuse pour les systĂšmes d’Ă©nergie solaire », a dĂ©clarĂ© le professeur Anita Ho-Baillie, la premiĂšre chaire John Hooke de nanoscience Ă  l’UniversitĂ© de Sydney. « Ils sont trĂšs peu coĂ»teux, 500 fois additionally minces que le silicium et sont donc flexibles et extremely-lĂ©gers. Ils ont Ă©galement d’Ă©normes propriĂ©tĂ©s permettant l’Ă©nergie et des taux de conversion solaires Ă©levĂ©s. »

Sous forme expĂ©rimentale, les 10 derniĂšres annĂ©es ont vu la functionality des cellules de pĂ©rovskites s’amĂ©liorer, passant de faibles niveaux Ă  la capacitĂ© de convertir 25,2% de l’Ă©nergie du Soleil en Ă©lectricitĂ©, comparable aux taux de conversion des cellules au silicium, qui ont pris 40 ans Ă  atteindre.

Cependant, les cellules de pĂ©rovskite non protĂ©gĂ©es n’ont pas la durabilitĂ© des cellules Ă  base de silicium, elles ne sont donc pas encore commercialement viables.

« Les cellules de pĂ©rovskite devront s’accumuler par rapport aux normes commerciales actuelles. C’est ce qui est si excitant dans nos recherches. Nous avons montrĂ© que nous pouvons considĂ©rablement amĂ©liorer leur stabilitĂ© thermique », a dĂ©clarĂ© le professeur Ho-Baillie.

Les scientifiques l’ont fait en supprimant la dĂ©composition des cellules de pĂ©rovskite Ă  l’aide d’une easy couverture en verre polymĂšre Ă  faible coĂ»t.

Le travail a Ă©tĂ© dirigĂ© par le professeur Ho-Baillie qui a rejoint l’Institut Nano de l’UniversitĂ© de Sydney. L’auteur principal, le Dr Shi Lei, a menĂ© les travaux expĂ©rimentaux du groupe de recherche de Ho-Baillie Ă  la College of Photovoltaic and Renewable Vitality Engineering de l’UniversitĂ© de New South Wales, oĂč le professeur Ho-Baillie reste professeur auxiliaire.

Sous une exposition carry on au soleil et Ă  d’autres Ă©lĂ©ments, les panneaux solaires subissent des tempĂ©ratures et une humiditĂ© extrĂȘmes. Des expĂ©riences ont montrĂ© que sous une telle contrainte, les cellules de pĂ©rovskite non protĂ©gĂ©es deviennent instables, libĂ©rant du gaz de l’intĂ©rieur de leurs structures.

« La compréhension de ce processus, appelé » dégazage « , est un élément central de notre travail pour développer cette technologie et améliorer sa durabilité », a déclaré le professeur Ho-Baillie.

« J’ai toujours Ă©tĂ© intĂ©ressĂ© Ă  explorer comment les cellules solaires en pĂ©rovskite pourraient ĂȘtre incorporĂ©es dans des fenĂȘtres isolĂ©es thermiquement, comme le vitrage sous vide. Donc, nous devons connaĂźtre les propriĂ©tĂ©s de dĂ©gazage de ces matĂ©riaux. »

Solution Ă©conomique

Pour la premiĂšre fois, l’Ă©quipe de recherche a utilisĂ© la chromatographie en section gazeuse et la spectromĂ©trie de masse (GC-MS) pour identifier les produits volatils caractĂ©ristiques et les voies de dĂ©composition des pĂ©rovskites hybrides soumises Ă  des contraintes thermiques couramment utilisĂ©es dans les cellules Ă  haute overall performance. En utilisant cette mĂ©thode, ils ont dĂ©couvert qu’une pile de verre polymĂšre Ă  faible coĂ»t avec un joint Ă©tanche Ă  la pression Ă©tait efficace pour supprimer le «dĂ©gazage» de la pĂ©rovskite, le processus qui conduit Ă  sa dĂ©composition.

Lorsqu’elle a Ă©tĂ© soumise Ă  des normes de test internationales strictes, les cellules sur lesquelles l’Ă©quipe travaillait ont dĂ©passĂ© les attentes.

« Un autre résultat passionnant de nos recherches est que nous sommes en mesure de stabiliser les cellules de pérovskite dans les situations de examination environnementales conventional de la Commission électrotechnique internationale. geler également les assessments « , a déclaré le professeur Ho-Baillie.

Ces checks aident Ă  dĂ©terminer si les modules de cellules solaires peuvent rĂ©sister aux effets des disorders de fonctionnement en extĂ©rieur en les exposant Ă  des cycles de tempĂ©rature rĂ©pĂ©tĂ©s entre -40 degrĂ©s et 85 degrĂ©s, ainsi qu’Ă  une exposition Ă  85% d’humiditĂ© relative.

Plus prĂ©cisĂ©ment, les cellules solaires en pĂ©rovskite ont survĂ©cu Ă  moreover de 1 800 heures du examination CEI «Chaleur humide» et Ă  75 cycles du exam «Gel de l’humidité», dĂ©passant pour la premiĂšre fois les exigences de la norme CEI 61215: 2016.

« Nous espérons que ces travaux contribueront à des avancées dans la stabilisation des cellules solaires à pérovskite, augmentant ainsi leurs views de commercialisation », a déclaré le professeur Ho-Baillie.