Synthèse silicium-pérovskite : création d'une cellule solaire avec 34 % d'efficacité

Des experts de l'Université de Suzhou et de l'Institut central de recherche de LONGi ont présenté conjointement un nouveau type de cellule tandem à haute efficacité. Selon ixbt.com, cette cellule solaire innovante pérovskite-silicium a atteint un coefficient de performance (KPI) de 34 %, marquant une étape importante sur le marché des énergies renouvelables. C'est ce que rapporte le site Ixbt.com.

Dans l'énergie solaire moderne, les panneaux traditionnels à base de silicium atteignent les limites de leurs capacités. C'est pourquoi les scientifiques étudient activement des structures tandem avec une couche de pérovskite sur le dessus. Cette approche permet une utilisation beaucoup plus efficace du spectre solaire et une production d'énergie accrue, mais sa généralisation était entravée par des complexités techniques à l'interface des deux matériaux.

Obstacles technologiques et solutions

Le principal problème dans la création de cellules tandem réside dans la difficulté de former une couche de pérovskite d'épaisseur uniforme sur une surface de silicium texturée. De plus, une perte de porteurs de charge est observée à l'interface des matériaux. Lors des tentatives précédentes, un isolant supplémentaire était utilisé pour résoudre ce problème, mais cette méthode entravait considérablement le mouvement des charges.

L'équipe de chercheurs chinois a adopté une approche totalement différente. Au lieu d'un isolant complet, ils ont utilisé des nanodots de dioxyde de zirconium (ZrO₂). Situées entre l'oxyde conducteur et la monocouche moléculaire, ces nanoparticules modifient les propriétés de surface, assurant une répartition uniforme de la solution liquide de pérovskite sans vides.

Avantages et résultats des tests de la nouvelle cellule

Grâce à cette nouvelle technologie, des grains cristallins plus grands se forment, ce qui a considérablement amélioré la qualité de la couche de pérovskite. Selon les analyses, le temps de vie moyen des porteurs de charge a presque doublé, passant de 1,46 microsecondes à 2,81 microsecondes.

L'échantillon expérimental le plus performant testé en laboratoire a enregistré un taux d'efficacité de 34 %. Les experts ont accordé une attention particulière non seulement à la puissance élevée, mais aussi à la durabilité du dispositif. Les cellules solaires hermétiquement scellées ont été testées sous une lumière artificielle continue pendant 2000 heures à température ambiante.

À l'issue des tests, ces cellules innovantes ont réussi à conserver 84 % de leur efficacité initiale. Cela témoigne de la création future d'une base durable et fiable pour les centrales solaires commerciales.