Des cellules solaires (pƩrovskite) de 21 cm2 avec un rendement 18,1%

Une Ć©quipe de chercheurs de l’UniversitĆ© technologique de Nanyang, Singapour (NTU Singapore) a crƩƩ un mini module solaire en pĆ©rovskite qui a enregistrĆ© le plus haut rendement de conversion d’Ć©nergie de tous les appareils Ć  base de pĆ©rovskite de plus de 10 cm2.

Les pĆ©rovskites sont de nouveaux matĆ©riaux qui sont apparus comme des alternatives prometteuses au silicium dans les applications de cellules solaires. Ce matĆ©riau offre des rendements de conversion d’Ć©nergie similaires Ć  ceux des cellules solaires au silicium, mais peut Ć©galement ĆŖtre utilisĆ© pour crĆ©er des cellules lĆ©gĆØres, flexibles et semi-transparentes, idĆ©ales pour des applications dans les bĆ¢timents et divers espaces urbains. Les technologies en pĆ©rovskites progressent rapidement vers l’industrialisation, la stabilitĆ© et l’extensibilitĆ© Ć  des tailles plus grandes Ć©tant considĆ©rĆ©es par les chercheurs comme les derniers obstacles Ć  surmonter.

Les chercheurs de NTU indiquent maintenant qu’ils ont adoptĆ© une technique de revĆŖtement industrielle courante appelĆ©e “co-Ć©vaporation thermique” et ont dĆ©couvert qu’elle permettait de fabriquer des modules de cellules solaires de 21 cm2 avec un rendement de conversion de puissance record de 18,1 %. Ce sont les valeurs les plus Ć©levĆ©es enregistrĆ©es pour les cellules solaires pĆ©rovskites Ć©volutives.

L’Ć©vaporation thermique est une technique de revĆŖtement bien Ć©tablie qui est actuellement utilisĆ©e pour produire des appareils Ć©lectroniques, notamment des tĆ©lĆ©viseurs Ć  diodes Ć©lectroluminescentes organiques (OLED).

Les cellules solaires pĆ©rovskites les plus performantes ont jusqu’Ć  prĆ©sent Ć©tĆ© rĆ©alisĆ©es en laboratoire dans des tailles bien infĆ©rieures Ć  1 cm2, en utilisant une technique basĆ©e sur une solution, appelĆ©e “spin-coating”. Cependant, lorsqu’elle est utilisĆ©e sur une grande surface, cette mĆ©thode permet d’obtenir des cellules solaires pĆ©rovskites avec un rendement de conversion de puissance plus faible. Cela est dĆ» aux limitations intrinsĆØques qui comprennent les dĆ©fauts et le manque d’uniformitĆ© sur de grandes surfaces, ce qui rend la tĆ¢che difficile pour les mĆ©thodes de fabrication industrielle”, a dĆ©clarĆ© le Dr Annalisa Bruno.

En utilisant l’Ć©vaporation thermique pour former la couche de pĆ©rovskite, notre Ć©quipe a rĆ©ussi Ć  dĆ©velopper des cellules solaires Ć  pĆ©rovskite avec le plus haut rendement de conversion d’Ć©nergie enregistrĆ© pour des modules de plus de 10 cm2.

Notre travail dĆ©montre la compatibilitĆ© de la technologie pĆ©rovskite avec les processus industriels, et son potentiel pour l’entrĆ©e sur le marchĆ©. C’est une bonne nouvelle pour Singapour, qui cherche Ć  intensifier l’utilisation de l’Ć©nergie solaire pour ses besoins en Ć©lectricitĆ©“.

Nous avons dĆ©montrĆ© pour la premiĆØre fois l’excellente extensibilitĆ© des cellules solaires pĆ©rovskites co-Ć©vaporĆ©es. Cette Ć©tape va accĆ©lĆ©rer la transition de cette technologie du laboratoire Ć  l’industrie” a ajoutĆ© le Dr Li Jia chercheur Ć  l’ERI@N.

Plus de surfaces pour exploiter la lumière du soleil avec des cellules solaires pérovskites colorées

En utilisant la mĆŖme technique, les chercheurs ont ensuite fabriquĆ© des versions colorĆ©es semi-transparentes des cellules solaires et des mini-modules en pĆ©rovskite, qui ont permis d’obtenir des mesures similaires du rendement de conversion de l’Ć©nergie sur toute une gamme de couleurs diffĆ©rentes.

Ces rĆ©sultats dĆ©montrent la polyvalence de la mĆ©thode d’Ć©vaporation thermique dans la production d’une variĆ©tĆ© de dispositifs solaires Ć  base de pĆ©rovskite pour une variĆ©tĆ© d’applications optoĆ©lectroniques.

Le vice-prĆ©sident associĆ© de NTU (StratĆ©gie et partenariats), le professeur Subodh Mhaisalkar a indiquĆ© que les rĆ©sultats ouvrent des portes Ć  Singapour et aux environnements urbains d’autres pays pour exploiter la puissance de la lumiĆØre du soleil plus efficacement que jamais auparavant.

Les mini modules solaires peuvent ĆŖtre utilisĆ©s sur les faƧades et les fenĆŖtres des gratte-ciel, ce qui n’est pas possible avec les panneaux solaires actuels en silicium car ils sont opaques et bloquent la lumiĆØre. Les propriĆ©taires de bĆ¢timents pourront incorporer des cellules solaires colorĆ©es semi-transparentes dans les conceptions architecturales pour rĆ©colter encore plus d’Ć©nergie solaire sans compromettre les qualitĆ©s esthĆ©tiques de leurs bĆ¢timents“, a dĆ©clarĆ© le professeur Mhaisalkar, qui est Ć©galement directeur exĆ©cutif de l’Institut de recherche sur l’Ć©nergie @ NTU (ERI@N).

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Lien principal : www.ntu.edu.sg/publicportal/
Autre lien : dx.doi.org/10.1016/j.joule.2020.03.005

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