Des cellules solaires moins chères, avec 20,2% d’efficience

Des scientifiques de l’EPFL ont développé un matériau pour panneaux solaires capable de diminuer les coûts du photovoltaïque tout en atteignant un rendement de conversion électrique de 20,2%.

Certaines des cellules solaires les plus prometteuses aujourd’hui utilisent des films captant la lumière constitués de pérovskites – un groupe de matériaux partageant une structure moléculaire caractéristique. Toutefois, les cellules solaires à base de pérovskites utilisent des matériaux transporteurs de trous coûteux, dont la fonction consiste à déplacer les charges positives générées par la lumière frappant le film de pérovskite.

Les scientifiques de l’EPFL, qui publient dans Nature Energy, ont développé un matériau transporteur de trous considérablement meilleur marché, qui ne coûte qu’un cinquième de ceux qui existent, tout en maintenant l’efficience des cellules solaires au-dessus de 20%.

Comme la qualité des films de pérovskite s’accroît, les chercheurs cherchent d’autres moyens pour améliorer les performances générales des cellules solaires. Cette recherche s’oriente vers l’autre élément-clé d’un panneau solaire, la couche transporteuse de trous, et plus spécifiquement, les matériaux qui la constituent. Il n’y a actuellement que deux matériaux transporteurs de trou à disposition pour les cellules solaires à base de pérovskite. Les deux types sont très coûteux à synthétiser, ce qui ajoute au coût global de la cellule solaire.

Pour résoudre ce problème, une équipe de chercheurs conduite par Mohammad Nazeeruddin à l’EPFL a développé un matériau transporteur de trous modifié au niveau moléculaire, appelé FDT, qui peut réduire les coûts tout en conservant l’efficience à des niveaux compétitifs. Les tests ont montré que l’efficience du FDT s’élevait à 20,2% – plus haut que les alternatives plus coûteuses. Et parce que le FDT peut être facilement modifié, il apparaît comme l’ébauche de toute une génération de nouveaux matériaux transporteurs de trous à bas coût.

« Les cellules solaires à pérovskite les plus performantes utilisent des matériaux transporteurs de trous qui sont difficiles à produire et à purifier et dont le coût est prohibitif, plus de 300 euros le gramme, ce qui empêche leur pénétration sur le marché », dit Nazeeruddin. « En comparaison, le FDT est facile à synthétiser et à purifier, et on estime son coût à un cinquième de celui des matériaux existants – tout en égalant, voire en dépassant leur performance. »

Cette étude a été conduite par le Group for Molecular Engineering of Functional Materials de l’EPFL, en collaboration avec l’Istituto di Scienze e Tecnologie Molecolari del Consiglio Nazionale delle Ricerche (Italie), Panasonic Corporation (Japon), Le Laboratory for Photomolecular Science and Laboratory of Photonics and Interfaces de l’EPFL, et le Qatar Environment and Energy Research Institute. Elle a été financée par le European Union Seventh Framework Programme (MESO; ENERGY; NANOMATCELL), le Fonds national suisse, et Nano-Tera.

Reference

Saliba M, Orlandi S, Matsui T, Aghazada S, Cavazzini M, Correa-Baena J-P, Gao P, Scopelliti R, Mosconi E, Dahmen KH, De Angelis F, Abate A, Hagfeldt A, Pozzi G, Graetzel M, Nazeeruddin MK. A molecularly engineered hole-transporting material for efficient perovskite solar cells.Nature Energy 15017, 18 January 2016. DOI: 10.1038/NENERGY.2015.17

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4 Commentaires sur "Des cellules solaires moins chères, avec 20,2% d’efficience"

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Pastilleverte
Invité

un effort, camarade. On est sur la bonne voie, et on espère voir de telles cellules mises sur le marché… un jour porchain.

enerc77
Invité
Bonne nouvelle, mais le coût du silicium dans un panneau est de 50% environ. Le reste c’est pour la vitre de protection, l’encapsulation, l’électronique du boitier, les câbles et le cadre métallique. Les panneaux répresentent environ 50% du coût total. Les reste c’est les supports, les onduleurs, le montage et le raccordement. Donc une baisse sur 25% du coût final, c’est bien, mais cela ne va pas révolutionner le marché. Reste à prouver que cette techno tiendra 30 ans. C’est sutout sur la commercialisation, le montage et le raccordement qu’on peut encore beaucoup gagner. Si par exemple on pouvait trouver… Lire plus »
Bemol
Invité

Tout commence en 1991, quand le chimiste Michael Grätzel, professeur à l’École polytechnique fédérale de Lausanne, invente de nouvelles cellules photovoltaïques. Les “cellules Grätzel” n’utilisent pas du silicium, mais du dioxyde de titane

lionelfr
Invité
Je suis hautement d’accord avec ça. Pendant un temps, les italiens vendaient des kits jusqu’à 100W composés de panneaux, régulateur et batterie.. Je trouvais l’idée géniale .. Maintenant ça pose la question du type d’utilisation. Si le client a besoin d’un kit, c’est qu’il n’y connait pas grand chose et dans ce cas, il risque de se retrouver comme deux ronds de flan avec au mieux une prise allume-cigare.. La question est de savoir si on “ose” l’onduleur et même l’onduleur d’injection auquel cas il faudra quand même une batterie capable de stocker le trop-plein quand sa consommation est inférieure… Lire plus »
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