09:06 ARCHITECTURE

Le pérovskite dépasse les 20% de rendement

Des chercheurs de l’Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne ont réussi à repousser les limites de performances des cellules solaires en pérovskite, en explorant le moyen de faire croître ces cristaux.

L’équipe de l’EPFL dirigée par Michael Graetzel a découvert qu’en réduisant la pression pendant une partie de la formation du cristal de pérovskite, il pouvait atteindre la performance la plus élevée jamais mesurée pour des cellules solaires de grandes dimensions. Un rendement de 20% a été mesuré par rapport à la normale. Ce chiffre correspond aux performances des cellules solaires sous forme de film fin conventionnel de taille équivalente.


Néanmoins cette nouvelle découverte ne signifie pas la fin de la technologie à base de silicium. En effet, des questions de sécurité doivent encore être éclaircies en ce qui concerne la teneur en plomb des prototypes de cellules en pérovskite. D’autre part, il faut également assurer la stabilité du dispositif.

Création par étapes

Une perspective possible avec cette découverte serait de déposer du silicium afin de créer des panneaux solaires hybrides qui pourraient stimuler l’industrie de la cellule solaire. Ainsi, le rendement pourrait dépasser les 30%. La « limite » de l’augmentation est fixée à44%. L’explication de cette performance est due au fait que davantage d’énergie solaire peut être collectée par un jeu de plus et moins. En effet, la lumière la plus énergétique est absorbée par la couche supérieure alors que la moins énergétique, qui traverse le pérovskite, est absorbée par le silicium.

En vue de fabriquer une cellule solaire en pérovskite, les scientifiques doivent faire croître les cristaux affichant une structure particulière. Cette dernière, dont le nom est tiré de l’inventeur du cristal Lev Perovsk, est la désignation de ce procédé « pérovskite ». Celui-ci commence par la création d’une sorte d’encre en dissolvant une sélection de composants dans un liquide. Ils déposent l’encre sur un type de verre spécialement conducteur. Une fois cette dernière sèche, elle laisse un mince film qui se cristallise sur le verre lorsqu’une chaleur modérée est appliquée. La principale difficulté consiste à faire croître un mince film de cristaux de pérovskite de manière, à ce que la cellule solaire absorbe un maximum de lumière. Ensuite, l'objectif est de rechercher à produire des couches lisses et régulières avec de gros grains de cristal afin d’accroître le rendement photovoltaïque.

Par exemple, la cellule est mise en rotation lorsque l’encre est encore humide. Le procédé étale cette dernière et évacue une partie du liquide en excès, ce qui permet d’obtenir des films encore plus réguliers. La nouvelle technique de vide éclair utilisée par Michel Gratzel et son équipe permet également de retirer sélectivement les composants volatiles du liquide excédentaire. Et en même temps, le choc du vide éclair crée des germes de formation du cristal, qui engendre ces fameux cristaux de pérovskite très réguliers et brillants, de hautes qualités électroniques.

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