Convertir l’énergie solaire plus efficacement grâce à un nouveau matériau composite

Les performances des cellules solaires augmentent de façon significative avec l’ajout d’un mince film composite à base de deux oxydes inorganiques, comme l’a démontré récemment une équipe conjointe de chercheurs dirigée par le professeur Federico Rosei de l’INRS et Riad Nechache de l’École de technologie supérieure (ÉTS), tous deux de la région de Montréal (Canada).

Les résultats de cette recherche sont discutés dans un article publié dans la revue Nature Photonics.

En se basant sur un concept original, l’équipe a développé un nouveau matériau sous forme de mince film combinant deux phases cristallines composées de bismuth et de manganèse avec de l’oxygène. La combinaison des phases de composition différente optimise la capacité du matériau à absorber les rayons solaires et à les transformer en électricité. Ces résultats sont très prometteurs pour le développement de technologies solaires et pourraient également être utiles dans divers dispositifs optoélectroniques. Les résultats de cette recherche font l’objet d’un article, dont Joyprokash Chakrabartty est le premier auteur, publié dans la revue Nature Photonics.

La clé de cette découverte : le mince film composite, d’à peine 110 nanomètres d’épaisseur, absorbe une plus large portion du spectre solaire en comparaison avec les longueurs d’onde absorbées par des films faits de chaque matériau individuellement.

Les interfaces entre les deux différentes phases comprises dans le film composite jouent un rôle crucial dans la conversion accrue de lumière en électricité. Il s’agit d’un phénomène nouveau et étonnant dans la science des cellules solaires à base d’oxydes de pérovskite inorganiques.

En effet, le film composite développé par les chercheurs atteint un taux de conversion d’énergie de 4,2 %, un record d’efficacité pour cette classe de matériaux.

Au sujet de la publication
The findings are described in the article “Improved photovoltaic performance from inorganic perovskite oxide thin films with mixed crystal phases”, published in Nature Photonics (DOI: 10.1038/s41566-018-0137-0).
The research was commonly conducted at INRS (Énergie Matériaux Télécommunications Research Centre in Varennes, near Montreal) by Professor Federico Rosei’s team of researchers made up of Joyprokash Chakrabartty (Chittagong University of Engineering and Technology, Bangladesh), Catalin Harnagea, Mert Celikin (University College Dublin), and at at ÉTS by Dr. Riad Nechache. The project was funded by the Canada Foundation for Innovation, Natural Sciences and Engineering Research Council of Canada, the Canada Research Chairs Program, Chang Jiang Chair (China), and a 1000 Talent Award from Sichuan province (China).
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