Les cellules solaires en pérovskite dépassent les 20 % de rendement

La haute performance de la pérovskite, toutefois, ne signifie pas la fin de la technologie solaire au silicium. Des questions de sécurité doivent encore être résolues en ce qui concerne la teneur en plomb des prototypes. D’autre part, il faut s’assurer de la stabilité du dispositif. La perspective de déposer de la pérovskite sur du silicium pour créer des panneaux solaires hybrides pourrait stimuler l’industrie de la cellule solaire au silicium. Le rendement pourrait dépasser les 30 %, la limite théorique d’un tel empilement de cellules étant de 44 % environ.

La performance est due au fait que davantage d’énergie solaire peut être collectée. La lumière la plus énergétique est absorbée par la couche supérieure de pérovskite; la lumière moins énergétique qui traverse la pérovskite est absorbée par le silicium.

 

 

Des cellules solaires à colorant en pérovskite

Michael Graetzel est connu pour être l’inventeur de la cellule solaire à colorant. C’est de cette technologie que dérivaient les premières cellules en pérovskite. Le colorant était remplacé par de petites particules de pérovskite. Ce dernier prototype, dont la taille est à peu près celle de la moitié d’un ticket de métro, ressemble à un morceau de verre obscurci d’un côté par un mince film de pérovskite. Contrairement aux cellules transparentes à colorant, la cellule solaire en pérovskite est opaque.

 

Comment créer une cellule solaire en pérovskite

Pour créer une cellule solaire en pérovskite, les scientifiques doivent faire croître des cristaux affichant une structure particulière. C’est cette structure que désigne le nom de «pérovskite», donné en l’honneur du minéralogiste russe Lev Perovski pour sa découverte.

Les scientifiques commencent par créer une sorte d’encre en dissolvant une sélection de composants dans un liquide. Ils déposent l’encre sur un type de verre spécial conducteur. L’encre sèche, laissant un mince film qui se cristallise sur le verre lorsqu’une chaleur modérée est appliquée. Il en résulte une mince couche de cristaux de pérovskite.

La difficulté consiste à faire croître un mince film de cristaux de manière à ce que la cellule solaire absorbe un maximum de lumière. Les scientifiques cherchent à produire des couches lisses et régulières de pérovskite avec de gros grains de cristal, afin d’accroître le rendement photovoltaïque. Ils mettent la cellule en rotation lorsque l’encre est encore humide. Le procédé étale l’encre et évacue une partie du liquide en excès, ce qui permet d’obtenir des films plus réguliers.

La nouvelle technique de vide éclair utilisée par Michael Graetzel et son équipe permet aussi de retirer sélectivement les composants volatils du liquide excédentaire. Le choc du vide éclair crée alors des germes de formation du cristal, qui engendre des cristaux de pérovskite très réguliers et brillants, de haute qualité électronique.

 

Liens utiles

Pour une copie de la publication scientifique, contacter: scipak@aaas.org.

http://science.sciencemag.org/cgi/doi/10.1126/science.aaf8060

 

Michael Graetzel

Laboratoire de photonique et interfaces

Tél.: 021 693 31 12

michael.graetzel@epfl.ch

 

Xiong Li

Laboratoire de photonique et interfaces

xiong.li@epfl.ch