fr.wedoany.com Rapport : Les professeurs Chen Jiangzhao et Yu Yue de l'École des Sciences et Génie des Matériaux de l'Université des Sciences et Technologies de Kunming, en collaboration avec plusieurs universités et entreprises, ont réalisé des avancées techniques dans le contrôle de l'interface enterrée des cellules solaires à pérovskite inversée. Selon une certification tierce faisant autorité, l'efficacité de conversion photovoltaïque des petites cellules individuelles a atteint 27,12 %, tandis que celle des grands modules photovoltaïques de 655,2 cm² s'est stabilisée à 22,25 %, réduisant considérablement l'écart de performance entre les dispositifs de laboratoire et les modules de production en série.
Les cellules solaires à pérovskite inversée, qui utilisent une couche auto-assemblée de molécules monomoléculaires comme couche de transport de trous, présentent les avantages d'une fabrication à basse température et d'un faible coût, ce qui en fait une direction clé pour l'industrie photovoltaïque. Cependant, des problèmes tels que l'agglomération des molécules auto-assemblées, la formation de films non uniformes, les nombreux défauts à la base du film de pérovskite, la faible adhérence et les contraintes résiduelles à l'interface limitent la production à grande échelle de cette technologie.
L'équipe de recherche a proposé une stratégie de régulation coopérative hôte-invité basée sur des supramolécules molles, en introduisant des molécules faiblement basiques de Lewis pour modifier l'interface enterrée. Grâce à leur structure de cavité en forme de bol, ces molécules remplissent simultanément quatre fonctions clés : étaler uniformément le film auto-assemblé pour éliminer les canaux de fuite ; combler les défauts d'interface par coordination de groupes fonctionnels pour réduire les pertes d'énergie ; atténuer les contraintes internes dues à la dilatation et à la contraction thermiques grâce à un squelette flexible ; et établir des liaisons chimiques bidirectionnelles entre la couche de transport de trous et la couche absorbante de pérovskite pour inhiber la migration ionique.
Les données des tests de durabilité montrent qu'après 2 125 heures d'éclairage solaire standard continu, les dispositifs conservent 97,4 % de leur efficacité initiale ; après 2 000 heures de vieillissement dans un environnement chaud et humide à 85 °C et 85 % d'humidité relative, les performances maintiennent 90,7 % de leur niveau d'origine, améliorant ainsi le point faible de la stabilité des cellules à pérovskite.
L'équipe de recherche, en collaboration avec des entreprises photovoltaïques, a achevé la préparation de grands modules. L'ensemble du processus de modification est compatible avec les équipements de production par enduction existants, sans nécessiter de modifications majeures de la chaîne de production, ce qui permet de maîtriser les coûts de mise en œuvre. Cette technologie peut être appliquée dans des domaines tels que les murs-rideaux semi-transparents pour l'intégration photovoltaïque dans les bâtiments, les dispositifs de charge portables flexibles, les panneaux photovoltaïques embarqués pour véhicules à énergie nouvelle et les cellules tandem pérovskite/silicium.
