Une équipe de chercheurs a créé des cellules solaires à pérovskite atteignant une efficacité record de 24,35% sur une surface active de seulement 1 cm2. Cette avancée considérable pourrait bousculer grandement l’industrie de l’énergie solaire en rendant ces cellules plus abordables, efficaces et durables.
Pour évaluer et comparer les différentes technologies de cellules solaires, la communauté photovoltaïque se réfère aux “Tableaux de l’efficacité des cellules solaires“. Ces tableaux prennent en compte une taille standard d’au moins 1 cm2 pour rapporter l’efficacité des cellules solaires. Avant le record atteint par l’équipe de l’Université Nationale de Singapour (NUS), la meilleure cellule solaire à pérovskite de 1 cm2 affichait une efficacité de conversion de 23,7%.
La pérovskite : une matière aux propriétés exceptionnelles
La pérovskite est une classe de matériaux qui se caractérise par une excellente absorption de la lumière et une facilité de fabrication, ce qui la rend particulièrement intéressante pour les dispositifs concernant les cellules solaires. Au cours de la dernière décennie, la technologie des cellules solaires à pérovskite a réaliser plusieurs percées et continue de se développer.
“Pour relever ce défi, nous avons mis en œuvre une effort dédié pour développer des technologies innovantes et scalables visant à améliorer l’efficacité des cellules solaires à pérovskite de 1 cm2. Notre objectif était de combler le fossé d’efficacité et de libérer le potentiel des dispositifs de plus grande taille“, a déclaré le Professeur adjoint Hou Yi, qui dirige l’équipe de recherche NUS.
Il a ajouté : “S’appuyant sur plus de 14 ans de développement des cellules solaires à pérovskite, ce travail représente la première fois qu’une cellule solaire à pérovskite à structure inversée dépasse les cellules solaires à pérovskite à structure normale avec une surface active de 1 cm2. Cette prouesse est principalement due au nouveau matériau de transport de charge intégré dans nos cellules solaires à pérovskite. Les cellules solaires à pérovskite à structure inversée offrent toujours une excellente stabilité et scalabilité, ce qui en fait une étape majeure dans la commercialisation de cette technologie de pointe.”
Une technologie solaire abordable, efficace et durable
L’équipe a réussi cette performance record en incorporant un nouveau matériau d’interface dans les cellules solaires à pérovskite.
L’introduction de ce nouveau matériau d’interface apporte une gamme d’attributs avantageux, dont des propriétés optiques, électriques et chimiques excellentes. Ces propriétés travaillent en synergie pour améliorer à la fois l’efficacité et la longévité des cellules solaires à pérovskite, ouvrant la voie à des améliorations significatives de leurs performances et durabilité”, a expliqué le Dr Li Jia, chercheur à l’Institut de recherche sur l’énergie solaire de Singapour (SERIS).
Les résultats prometteurs rapportés par l’équipe de la NUS marquent un tournant décisif dans l’avancement de la commercialisation d’une technologie de cellules solaires à pérovskite à la fois abordable, efficace et stable.
“Nos découvertes ouvrent la voie à une commercialisation et une intégration accélérées des cellules solaires dans divers systèmes énergétiques. Nous sommes enthousiastes à l’idée des perspectives de notre invention qui représente une contribution majeure à un avenir énergétique durable et renouvelable“, a indiqué M. Wang Xi, étudiant en doctorat à la NUS.
Vers un avenir encore plus vert
Fort de ce développement, le Professeur adjoint Hou et son équipe visent à repousser encore plus les limites de la technologie des cellules solaires à pérovskite.
Un autre domaine clé est l’amélioration de la stabilité des cellules solaires à pérovskite, car les matériaux à pérovskite sont sensibles à l’humidité et sont en mesure de se dégrader avec le temps. Le Professeur adjoint Hou a commenté : “Nous développons une méthode d’accélération du vieillissement personnalisée pour passer de la technologie du laboratoire à la fabrication. L’un de nos prochains objectifs est de produire des cellules solaires à pérovskite capables de fonctionner pendant 25 ans.“
L’équipe travaille également à la mise à l’échelle des cellules solaires en modules en augmentant les dimensions des cellules solaires à pérovskite et en démontrant leur viabilité et leur efficacité à une échelle plus grande.
Les points à retenir
Qu’est-ce que la pérovskite et pourquoi est-elle importante pour les cellules solaires ?
La pérovskite est une classe de matériaux qui a une efficacité exceptionnelle pour absorber la lumière et une facilité de fabrication. Ces propriétés la rendent très prometteuse pour les applications de cellules solaires.
Quelle est la différence entre les cellules solaires à pérovskite et les cellules solaires traditionnelles ?
Les cellules solaires à pérovskite peuvent atteindre des niveaux d’efficacité comparables à ceux des cellules solaires traditionnelles, mais elles sont potentiellement moins coûteuses et plus durables. De plus, la fabrication de cellules solaires à pérovskite peut être réalisée à basse température, ce qui réduit encore les coûts.
Quels sont les défis liés à l’utilisation de la pérovskite dans les cellules solaires ?
La principale difficulté avec la pérovskite est sa sensibilité à l’humidité, qui peut entraîner une dégradation de la cellule solaire avec le temps. Les chercheurs travaillent sur des méthodes pour améliorer la stabilité de ces cellules.
Quelle est l’importance de ce record d’efficacité pour la technologie des cellules solaires à pérovskite ?
Ce record d’efficacité démontre le potentiel de la technologie des cellules solaires à pérovskite et ouvre la voie à son déploiement commercial. Il s’agit d’une étape importante pour l’avenir de l’énergie solaire.
Légende illustration image : Les cellules solaires en pérovskite conçues par le professeur adjoint Hou Yi (à droite), M. Wang Xi (au centre), le Dr Li Jia (à gauche) et leur équipe de l’université nationale de Singapour ont atteint un rendement record de 24,35 % avec une surface active de 1 cm2. Crédit NUS
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