Béatrice Garnier
Les cellules solaires fabriquées à partir de matériaux connus sous le nom de « pérovskites » rattrapent l’efficacité des cellules solaires traditionnelles à foundation de silicium. En même temps, ils présentent les avantages d’un faible coût et d’un courtroom délai de récupération de l’énergie. Cependant, ces cellules solaires ont des problèmes de stabilité, ce que les chercheurs de l’Université de Linköping, en collaboration avec des collaborateurs internationaux, ont maintenant réussi à résoudre. Les résultats, publiés dans Science, constituent une avancée majeure dans la recherche de cellules solaires de nouvelle génération.
« Nos résultats ouvrent de nouvelles possibilités pour développer des cellules solaires efficaces et stables. En outre, ils fournissent de nouvelles informations sur le fonctionnement du dopage des semi-conducteurs organiques », déclare Feng Gao, professeur au Département de physique, chimie et biologie (IFM) de l’Université de Linköping..
Les pérovskites sont des matériaux cristallins avec un énorme potentiel pour contribuer à résoudre la pénurie énergétique mondiale. Ils sont bon marché à fabriquer, avec une efficacité élevée et un faible poids. Cependant, les cellules solaires en pérovskite peuvent se dégrader rapidement et il n’a pas été probable de construire des cellules solaires à base de pérovskite à haut rendement avec la stabilité requise.
“Il semble y avoir un compromis entre un rendement élevé et une stabilité dans les cellules solaires à base de pérovskite. Les cellules solaires à pérovskite à haut rendement ont tendance à montrer une faible stabilité, et vice versa”, déclare Tiankai Zhang, postdoctorant à l’IFM et l’un des principaux auteurs de l’article publié dans Science.
Lorsque l’énergie solaire est convertie en électricité dans des cellules solaires à foundation de pérovskite, une ou plusieurs couches de transportation de cost sont généralement nécessaires. Ceux-ci se trouvent directement à côté de la couche de pérovskite dans la cellule solaire. Les couches de transport de rates organiques ont souvent besoin de molécules auxiliaires pour fonctionner comme prévu. Le matériau est décrit comme étant “dopé”.
Une couche de transportation dopée appelée Spiro-OMeTAD est une référence dans les cellules solaires à pérovskite et offre des rendements de conversion de puissance document. Mais la méthode actuelle utilisée pour doper Spiro-OMeTAD est lente et pose le problème de stabilité des cellules solaires à pérovskite.
“Nous avons maintenant réussi à éliminer le compromis qui a entravé le développement, en utilisant une nouvelle stratégie de dopage pour Spiro-OMeTAD. Cela nous permet d’obtenir à la fois une efficacité élevée et une bonne stabilité”, déclare Tiankai Zhang.
Un autre auteur principal de l’article, Feng Wang, est maître de conférences à l’IFM. Il souligne que les cellules solaires à foundation de pérovskite peuvent être utilisées de nombreuses façons et ont de nombreux domaines d’application.
“L’un des avantages de l’utilisation des pérovskites est que les cellules solaires fabriquées sont fines, ce qui signifie qu’elles sont légères et flexibles. Elles peuvent également être semi-transparentes. Il serait achievable, par exemple, d’appliquer des cellules solaires à foundation de pérovskite sur de grandes fenêtres. ou les façades des bâtiments. Les cellules solaires à foundation de silicium sont trop lourdes pour être utilisées de cette manière », déclare Feng Wang.
L’étude a été financée par le Conseil suédois de la recherche, une subvention de démarrage du CER, la Fondation Knut et Alice Wallenberg et l’AFM (le domaine de recherche stratégique du gouvernement suédois en science des matériaux sur les matériaux fonctionnels) de l’Université de Linköping. Feng Gao est également membre de l’Académie Wallenberg.
