fr.wedoany.com Rapport : Des chercheurs du Centre Helmholtz de Berlin (HZB) ont fabriqué une cellule solaire « à triple jonction » hautement complexe à partir de matériaux pérovskites, atteignant un rendement de conversion de 27,3 % sans aucune dégradation des performances après 770 heures de fonctionnement continu.
Les panneaux solaires en silicium dominent le marché depuis longtemps, mais ils approchent de leur limite physique de rendement. Les matériaux pérovskites suscitent un vif intérêt en raison de leur faible coût, de leur légèreté et de leur capacité à être installés sur des substrats flexibles. En empilant trois couches absorbantes en pérovskite avec des bandes interdites différentes, cette cellule peut collecter davantage de lumière solaire que les panneaux en silicium.
Le point faible des cellules pérovskites traditionnelles réside dans la couche polymère (PEDOT:PSS) utilisée pour le transport de charge entre les sous-cellules, qui présente une faible efficacité d'absorption de la lumière et se dégrade facilement. L'équipe de recherche a tenté de remplacer ce polymère par une monocouche auto-assemblée (SAM). Initialement, la couche SAM ne parvenait pas à transporter efficacement les charges. Le co-premier auteur, le postdoctorant Yeonghun Yun, explique : « Nous avons donc ajouté une couche supplémentaire sous la couche SAM comme base. » L'équipe a placé une fine couche d'oxyde de graphène (GO) directement sous la SAM. Cette structure bicouche GO/SAM a modifié les propriétés de l'interface, permettant une correspondance morphologique et électronique parfaite, ce qui a fluidifié le transport des charges et considérablement réduit les pertes optiques.
La nouvelle cellule solaire à triple jonction atteint un rendement de conversion de puissance de 27,3 %, l'un des plus élevés dans ce domaine technologique. Les cellules équipées de la bicouche GO/SAM ont conservé plus de 90 % de leurs performances initiales après 770 heures de fonctionnement continu, démontrant une durabilité exceptionnelle. L'équipe de recherche souligne que les couches de pérovskite à base d'étain et de plomb sont extrêmement sujettes à l'oxydation et à la dégradation lorsqu'elles sont exposées à l'oxygène et à l'humidité, tandis que la barrière chimique étanche formée par la bicouche GO/SAM protège efficacement la couche d'étain fragile des dommages environnementaux.
Le professeur Steve Albrecht, responsable du département des cellules solaires tandem en pérovskite au HZB, a déclaré qu'en améliorant les films individuels de pérovskite, le rendement de cette structure légère pourrait facilement dépasser 30 %. Les résultats de la recherche ont été publiés le 9 juillet dans la revue Joule.
