Pérovskites : les tests de stress révèlent-ils leur véritable potentiel ?

Les chercheurs du Laboratoire national des énergies renouvelables (NREL) du Département américain de l’énergie estiment que les cellules solaires à base de pérovskite devraient être soumises à une combinaison de tests de stress simultanément pour mieux prédire leur fonctionnement en extérieur.

Les cellules solaires doivent résister à des conditions difficiles pour évaluer leur stabilité, mais la plupart des chercheurs effectuent ces tests en intérieur avec quelques conditions de stress fixes.

Cet article explore les résultats de ces recherches et les implications pour l’avenir des cellules solaires à base de pérovskite.

Les conditions extérieures et leurs effets sur les cellules solaires

Les conditions extérieures, telles que l’humidité, la chaleur et même la lumière, exercent un stress sur les cellules solaires. En conséquence, l’efficacité des cellules solaires diminue et la production d’énergie baisse avec le temps.

Pour atteindre les objectifs de fiabilité nécessaires à la commercialisation de la technologie à base de pérovskite, des protocoles doivent d’abord être établis afin que les améliorations apportées par différents groupes puissent être facilement validées et comparées.

Les tests de stabilité des cellules solaires à base de pérovskite

Les chercheurs ont tendance à tester la stabilité des cellules solaires à base de pérovskite en les exposant à la lumière et à des températures basses.

Cependant, il existe un large éventail de conditions de test, ce qui rend difficile la comparaison des différentes études et la détermination de leur pertinence pour atteindre la fiabilité nécessaire à la commercialisation.

Résultats des tests menés par l’équipe de recherche du NREL

L’équipe de recherche dirigée par le NREL a soumis des cellules solaires à base de pérovskite à une série de tests. Au cours du test de stabilité opérationnelle, les cellules ont conservé plus de 93 % de leur efficacité maximale après environ 5 030 heures de fonctionnement continu.

Les cellules ont été soumises à des cycles thermiques, avec des températures fluctuant régulièrement entre -40 et 85 degrés Celsius. Après 1 000 cycles, les cellules ont montré une dégradation moyenne d’environ 5 %.

En synthèse

Les chercheurs ont conclu que la combinaison de températures élevées et d’éclairage est le facteur de stress le plus critique pour comprendre comment une cellule solaire à base de pérovskite fonctionnera en extérieur. Les tests de stress simultanés sont essentiels pour mieux prédire la performance des cellules solaires à base de pérovskite dans des conditions réelles et pour faire progresser cette technologie vers la commercialisation.

Pour une meilleure compréhension

1. Les cellules solaires en pérovskite soumis à des tests de stress simultanés ?

Les tests de stress simultanés permettent de mieux prédire la performance des cellules solaires à base de pérovskite dans des conditions réelles et d’évaluer leur stabilité face à des facteurs de stress combinés, tels que la lumière et la chaleur.

2. Quels sont les principaux facteurs de stress pour les cellules solaires en pérovskite ?

Les principaux facteurs de stress pour les cellules solaires à base de pérovskite sont la lumière, la chaleur et l’humidité.

3. Quels sont les résultats des tests menés par l’équipe de recherche du NREL ?

Les cellules solaires à base de pérovskite ont conservé plus de 93 % de leur efficacité maximale après environ 5 030 heures de fonctionnement continu et ont montré une dégradation moyenne d’environ 5 % après 1 000 cycles thermiques.

4. Pertinence des tests pour commercialiser des cellules solaires en pérovskite

Les tests de stress sont essentiels pour établir des protocoles de fiabilité et pour valider et comparer les améliorations apportées par différents groupes de recherche, ce qui est crucial pour la commercialisation de la technologie à base de pérovskite.

5. Quelle est la combinaison de facteurs de stress la plus critique ?

La combinaison de températures élevées et d’éclairage est considérée comme la plus critique pour comprendre comment une cellule solaire à base de pérovskite fonctionnera en extérieur.

M. Zhu est l’auteur principal d’un article publié, intitulé « Towards linking lab and field lifetimes of perovskite solar cells« , qui paraît dans la revue Nature. Ses coauteurs du NREL sont Qi Jiang, Robert Tirawat, Ross Kerner, E. Ashley Gaulding, Jimmy Newkirk et Joseph Berry.

Référence : DOI – 10.1038/s41586-023-06610-7