DE NOUVELLES CELLULES SOLAIRES EN SILICIUM-PEROVSKITE POURRAIENT FOURNIR DE L’ÉNERGIE SOLAIRE POUR PAS CHER
Voilà qui changerait radicalement le point de vue de l'efficacité des panneaux solaires (environ 10% de rendement aujourd'hui...), (FAAST).
En combinant des cellules solaires en silicium avec leurs homologues bon marché et efficaces à base de perovskite, les chercheurs de Stanford et du MIT ont créé un nouveau type de «cellule tandem » qui pourrait atteindre une efficacité jusqu’à 35 %.
Sur l’ensemble des technologies de cellules solaires découvertes jusqu’à présent, le perovskite prend certainement le devant sous forme d’une des plus fortes croissances les plus prometteuses pour l’avenir. En seulement quelques années de développement, les cellules à base de pérovskites sont passées d’une basse efficacité à un chiffre respectable 20 %. Les cellules unique plus traditionnelles à base jonction en silicium sont toujours en tête en termes d’efficacité, mais les progrès ont ralenti dès lors que leur sortie énergétique se rapproche du maximum théorique.
D’autre part, le rythme rapide auquel les cellules perovskite s’améliorent, ainsi que les coûts de production bon marché et le fait qu’elles peuvent même être pulvérisées sur les fenêtres et les toits, les rendent particulièrement très intéressantes.
Et donc, les chercheurs Tonio Buonassisi, Jonathan Mailoa et l’équipe ont maintenant trouvé une façon de mélanger des cellules de silicium et avec celles de perovskite en une seul «cellule tandem » qui pourrait s’avérer à la fois moins chère et plus efficace que la technologie actuelle. Le nouveau dispositif améliore les travaux antérieurs des scientifiques dans lequel les deux cellules ont été tout simplement empilées les unes sur les autres et ont nécessité des commande séparés pour fonctionner, ce qui les rendait plus difficile à construire et exploiter.
Dans leur nouveau dispositif, la sous-cellule d’en haut, faite de perovskite semi-transparente, absorbe les photons de haute énergie dans le spectre ultraviolet proche. Les photons qui ne sont pas transformés en électricité se déplacent ici vers le bas de la cellule par une « jonction tunnel » en silicium vers la cellule de silicium inférieure, qui absorbe une partie de la lumière résiduelle (essentiellement la faible énergie des photons dans le proche infrarouge) .
La nouvelle cellule a atteint un rendement de conversion énergétique de 13,7 %. Ce qui est faible par rapport à une cellule de perovskite ou de silicium standard, mais c’est surtout dû au fait qu’aucune sous-cellule n’a été optimisée pour les performances. En outre, la quantité de courant produit dans cette conception est limitée par la capacité de la couche la moins efficace.
Les effets peuvent être atténués en faisant correspondre les signaux de sortie des deux sous-cellules aussi près que possible. Ce faisant, les chercheurs croient que la cellule pourrait atteindre une efficacité de 30 ou même 35 %.
L’idée d’utiliser des couches séparées pour absorber les différentes parties du spectre n’est pas nouvelle, c’est le principe sur lequel les cellules solaires multi-jonctions sont basées, mais un avantage important de cette nouvelle conception serait le coût. Si les cellules solaires multi-jonctions peuvent atteindre des rendements de plus de 40 %, elles utilisent souvent des matériaux coûteux, rares qui ne peuvent tout simplement pas être développé à grande échelle.
La fabrication d’une cellule tandem silicium-perovskite, cependant, devrait être relativement simple, car les matériaux ne coûtent pas cher à la source et le processus serait semblable à la fabrication de cellules de silicium standard.
Les chercheurs travaillent maintenant sur l’optimisation de la puissance de sortie de la cellule en améliorant la qualité de la sous-cellule de perovskite (actuellement le principal goulot d’étranglement) et sur des expériences sur la façon de fabriquer le composite perovskite, une combinaison d’un matériau inorganique avec un matériau organique soluble dans l’eau, plus durable à l’air libre sans sacrifier les performances.
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