Les pérovskites halogénées : le futur des cellules solaires ?

Une nouvelle génération de semi-conducteurs, qui pourrait transformer l’industrie des cellules solaires et des LEDs, bénéficie d’approches de fabrication de pointe grâce à un projet innovant dirigé par l’Université du Michigan aux Etats-Unis.

Financé à hauteur de 3 millions de dollars par la National Science Foundation, ce projet implique également des partenaires de l’Université de Californie à San Diego. Il combine un travail pratique qui améliore le processus de dépôt couche par couche de matériaux semi-conducteurs lors de la production, avec une approche de partage d’informations qui renforce la coopération entre les entreprises tout en protégeant les informations propriétaires et les intérêts des travailleurs.

Les pérovskites halogénées, une classe de matériaux largement développée au cours de la dernière décennie, représentent un nouveau matériau semi-conducteur prometteur qui peut, entre autres, augmenter l’efficacité des cellules solaires. En moins de 15 ans d’étude, les cellules solaires utilisant des pérovskites ont augmenté leur efficacité de 10% à 26%.

« Ce qui est étonnant, c’est la rapidité avec laquelle les pérovskites ont rattrapé le silicium », a déclaré Neil Dasgupta, professeur associé à l’U-M en génie mécanique et en science et ingénierie des matériaux, et principal investigateur de la subvention. « D’un point de vue de la fabrication, ils peuvent être moins énergivores à traiter. Vous pouvez les imprimer presque comme une encre sur des matériaux. Ils sont également très ajustables et personnalisables. »

L’apprentissage fédéré pour améliorer le processus de fabrication

L’équipe dirigée par l’U-M cherchera à intégrer l’« apprentissage fédéré » dans le processus, une approche qui permet à plusieurs entités de fournir les résultats de leurs tests à un modèle prédictif qui aide toutes les parties à améliorer leur processus de fabrication tout en protégeant leurs secrets commerciaux.

« Avec quelque chose comme la fabrication de pérovskite, vous avez différentes sources de données sur des facteurs tels que les paramètres de traitement optimaux », a indiqué Raed Al Kontar, professeur assistant d’ingénierie industrielle et opérationnelle à l’U-M. « La question devient comment ces différentes entreprises qui font leur propre recherche peuvent collaborer de manière optimale et distribuer les données qu’elles collectent par des tests d’essai et d’erreur. »

En synthèse

Cette nouvelle approche de collaboration pourrait accélérer le développement des semi-conducteurs de pérovskite, réduire les coûts et améliorer l’efficacité des cellules solaires. En mettant l’accent sur l’approche centrée sur l’humain de l’ingénierie du Michigan, cette solution sera pertinente pour ceux qui travaillent dans la fabrication de cellules solaires. C’est une étape importante vers une production plus efficace et plus économique de semi-conducteurs, qui pourrait avoir un impact significatif sur l’industrie des cellules solaires et des LED.

Pour une meilleure compréhension

Qu’est-ce que les pérovskites halogénées ?

Les pérovskites halogénées sont une classe de matériaux semi-conducteurs qui ont été largement développés au cours de la dernière décennie. Ils sont prometteurs pour augmenter l’efficacité des cellules solaires.

Qu’est-ce que l’apprentissage fédéré ?

L’apprentissage fédéré est une approche qui permet à plusieurs entités de fournir les résultats de leurs tests à un modèle prédictif. Cela aide toutes les parties à améliorer leur processus de fabrication tout en protégeant leurs secrets commerciaux.

Quel est le rôle de l’Université du Michigan dans ce projet ?

L’Université du Michigan dirige ce projet, qui vise à améliorer le processus de fabrication des pérovskites halogénées. Le projet est financé par la National Science Foundation et implique également des partenaires de l’Université de Californie à San Diego.

Quel est l’impact potentiel de ce projet sur l’industrie des cellules solaires et des LED ?

Le projet pourrait accélérer le développement des semi-conducteurs de pérovskite, réduire les coûts et améliorer l’efficacité des cellules solaires. Cela pourrait avoir un impact significatif sur l’industrie des cellules solaires et des LED.

Qu’est-ce que la « fabrication cybernétique » ?

La «fabrication cybernétique» est un terme utilisé par la NSF pour décrire une forme de fabrication qui exploite les opportunités à l’intersection de l’informatique et de la fabrication, avec le potentiel de transformer radicalement les concepts de fabrication.

Principaux enseignements

Album complet

Références

Légende illustration principale : Une couche de pérovskite sur un semi-conducteur – une étape clé dans la création de cellules solaires en pérovskite.