Des ingénieurs de l’Université de Toronto ont examiné les premières perovskites monocristallins appliqués à de nouvelles applications, mettant en lumière une nouvelle famille émergente de matériaux solaires absorbants qui pourrait ouvrir la voie à des panneaux solaires et à des LEDs moins chers et plus efficaces.
Les matériaux, appelés pérovskites, sont particulièrement efficaces pour absorber la lumière visible, mais n’avaient jamais été étudiés aussi profondément dans leur forme la plus pure : des monocristaux parfaits.
En utilisant une nouvelle technique, les chercheurs ont fait grandir des cristaux de perovskite purs. Ils ont ensuite analysé comment les électrons se déplaçaient à travers le matériau afin que la lumière puisse être convertie en électricité.
L’équipe a utilisé une combinaison de techniques pour mesurer les propriétés des cristaux de perovskite. Pour traquer le mouvement rapide des électrons dans le matériau, ils ont été en mesure de déterminer la longueur de diffusion – dans quelle mesure les électrons peuvent se déplacer sans se faire piéger par les imperfections du matériau – ainsi que la mobilité – à quelle vitesse les électrons peuvent se déplacer à travers la matière. Leurs travaux ont été publiés dans la revue "Science".
"Notre travail consiste à identifier le seuil de potentiel pour la récupération ultime d’énergie solaire des pérovskites", a précisé Riccardo Comin du Groupe Sargent. "Avec ces matériaux, ce fut la course pour essayer d’obtenir des records d’efficacité, et nos résultats indiquent que des progrès doivent se poursuivre en ce sens, sans discontinuer …"
Au cours des dernières années, l’efficacité des perovskites a progressé pour atteindre un peu plus de 20%, commençant à approcher la performance actuelle des panneaux solaires à base de silicium installés dans les lieux désertiques et sur les toits.
[ Valerio Adinolfi et Riccardo Comin ]
"En termes d’efficacité, les pérovskites approchent de près les matériaux conventionnels qui sont déjà commercialisés", a expliqué Valerio Adinolfi, co-auteur de l’étude. "Ils ont le potentiel d’offrir de nouvelles perspectives sur la réduction du coût de l’électricité solaire par la simplicité de fabrication à l’aide d’un précurseur chimique liquide."
L’étude a des implications évidentes pour l’énergie verte, mais peut également permettre des innovations en matière d’éclairage. Pensez à un panneau solaire fait de cristaux de perovskite comme une dalle en verre : la lumière frappant la surface du cristal est absorbée, excitant alors des électrons dans le matériau. Les électrons se déplacent ensuite facilement à travers le cristal vers des contacts électriques sur sa face inférieure, où ils sont récupérés sous la forme de courant électrique. Maintenant, imaginez la séquence dans le sens inverse – alimenter la dalle avec l’électricité, injecter des électrons, et libérer de l’énergie sous forme de lumière. Une conversion plus efficace de l’électricité vers la lumière signifie que les pérovskites pourraient ouvrir de nouvelles frontières pour des LED éconergétiques.
Des travaux parallèles dans le groupe Sargent se concentrent sur l’amélioration des particules solaires absorbant appelées points quantiques colloïdaux. "Les pérovskites sont grandes moissonneuses de lumière visible, et les points quantiques sont parfaits pour l’infrarouge," a ajouté le professeur Sargent. "Les matériaux sont très complémentaires pour récupérer l’énergie solaire, alliant large spectre de la lumière visible à l’infrarouge du soleil."
"A l’avenir, nous allons explorer les possibilités qu’offrent un empilement de matériaux absorbants complémentaires," a indiqué le Dr Comin. "Il ya des perspectives très prometteuses pour combiner la tâche des perovskites avec celui des points quantiques, pour stimuler davantage l’efficacité."
Svp : ‘l’efficacité des perovskites à progresser pour…..’
La baisse des coûts n’est pas le seul atout des perovskites. Leurs propriétés chimiques permettent de les exploiter par un procédé voisin de la peinture càd que leur forme sera déterminée au dernier moment, sur le site même d’exploitation. Par ailleurs, il faudra développer les procédés de démantèlement correspondants. Mieux, à l’instar du silicium amorphe et des procédés couches minces ou micro-cristallins, les perovskites se prètent bien à la création de “rouleaux”. On peut imaginer que de tels rouleaux de la taille des balles de paille, soient déployés dans les champs en hiver et rentrés dans les granges en été. Cela permettrait à l’Allemagne d’atteindre des puissances installées en TWc plutôt que les 100 à 200 GWc qu’il peuvent espérer avec des panneaux rigides. Déployés uniquement en hiver, la radiation solaire étant réservée aux cultures pendant les mois chauds, nos amis papi shultz parviendraient à remplir leur objectifs de 100% renouvelable avec une composante solaire beaucoup plus présente.. Bon, c’était mon quart-d’heure Nostradamus.. Bonne journée aux lecteurs d’énerzine
merci pour cet article passionant. deux petites corrections venant d’un physcicien : -la traduction de quantum dot est boîte quantique et non pas point (l’idée à garder est la même un tout petit espace en trois dimensions) – ce ne sont pas des cristaux de lumières mais des cristaux de semiconducteurs. Vous pouvez les appeler cristaux lumineux si vous voulez..
“…soient déployés dans les champs en hiver et rentrés dans les granges en été….” Du ‘curtailment PV estivale’………? J’y ai déjà proposé il y a 2 ans au moins: Ceci me mène à une pensée un peu ‘hors de la boite’ concernant le ‘curtailment’ possible du PV, car tant qu’un panneau est exposé, il produit, et je ne vois pas comment on peut ‘couper le jus’ ou la ‘mettre le jus à la poubelle’ sans l’utiliser ! Et si on mettait des stores occultants (tel nos vulgaires Velux!) sur les panneaux !!? C’est peut être un peu ‘usine à gaz’ mais pour doublé (!??) la vie des panneaux…..??!! A midi en été, quand, en auto consommation local on a pas besoin (et qu’on ne peut le stocker – au moins pour le moment), que le ‘réseau’ n’a pas besoin, on met tous à ‘l’abri’ Et hop, on ne produit plus, car personne à besoin et en bonus on ‘prolonge’ la vie des panneaux car ils ne sont plus exposés aux méchants UVs estivale ……..”qui NE créent plus des défauts ponctuels, et NE réorganisent PLUS la maille cristalline……” Alors 100 ans de vie pour du PV trimtab revu et corrigé ? trimtab
Lorsque votre panneau produit, si vous n’avez pas besoin de courant, il suffit de le mettre en court-circuit.. Un panneau n’est pas une machine tournante / alternateur, la tension entre ses bornes est juste la conséquence d’un transfert d’electrons entre deux couches photosensibles. Il suffit de relier les deux fils pour que ces électrons “rentrent à la maison” Si vous avez des panneaux thermiques, votre solution d’obturation prend tout son sens mais pour le photoélectrique, c’est parfaitement inutile.
oh lionel cela m’étonne de vous. ce n’est pas en court circuit qu’il faut mettre le panneau, mais en circuit ouvert, comme ça les électrons ne circulent plus sinon si en court circuit aussi appelé courtjus! ca va chauffer dans les chaumières ;o) bon dimanche
En effet, j’ai des ‘doutes’ sur cette histoire de ‘court-circuit’, comme nous rappelait Dan1, il y a quelques temps, ça ressemble à la soudure à l’arc..? : Mais en ‘circuit ouvert’, ça se fait comment sur un ensemble PV ? trimtab
Un panneau au repos peut rester exposé à la lumière si on le court circuite : attention je parle des cellules , pas du régulateur ni aucune electronique , juste le panneau ou les panneaux série C’est comme ça, c’est la vie, si vous n’êtes pas contents , adressez une doléance à M Einstein ou même à dieu qui n’a peut être pas rendu les matériaux photosensibles par hasard… Si vous gardez le cicuit ouvert , vous créez une tension entre les couches p et n de vos cellules et ça ne peut pas être génial pour elles
Cette méthode est possible sous conditions… si c’est prévu dès l’installation : Les pompiers doivent se creuser la tête avant d’intervenir.
bonjour Ca serait bien le diable qu’il n’y ait pas une luxueuse clim à alimenter le jour où le solaire fait péter les scores !! Non ? et s’il fait trop froid dans la maison, ouvrez la fenêtre ! hi, hi! Trêve de plaisanterie, le solaire ça marchera jamais, hors du nuke point de salut ! Les catas c’est que pour les autres, les déchets on s’en tape et pour le démantèlement, démerdez vous ! Non mais sans blague ! Quoi les mines ? c’est loin, qu’est ce que vous en avez à foutre ! Et moi qui suis pas bête, n’en doutez pas, je donne un conseil à Areva: Vendez un EPR à l’Ukraine ! C’est le bon moment, non ? Ou à l’Egypte ! Apparemment ils ont des dollars à gaspiller ! On est prêt à leur fourguer des rafales, j’y crois pas ! Tin, on vit une époque vraiment formidable ! bonne journée quand même !
C’est vraiment une bonne nouvelle! J’applaudis des deux mains les chercheurs qui nous ont trouvé cette nouvelle voie. J’avoue que je souhaite utiliser des panneaux solaires chez moi, mais j’ai été freinée par le coût. En fait j’ai déjà fait un devis sur http://www.devispanneauxsolaires.fr. A un moment, j’avais lâché prise, mais avec cette nouvelle, j’ai très hâte de voir la suite.