Améliorer l'efficacité des cellules solaires pour atteindre l'indépendance énergétique vis-à-vis des combustibles fossiles est un objectif majeur de la recherche sur les cellules solaires. Une équipe dirigée par le physicien Felix Lang de l'Université de Potsdam, en collaboration avec les professeurs Lei Meng et Yongfang Li de l'Académie chinoise des sciences de Pékin, a réussi à intégrer la pérovskite à des absorbeurs organiques pour développer une cellule solaire tandem qui atteint des niveaux d'efficacité record, comme le rapporte la revue scientifique Nature.
Cette approche consiste à combiner deux matériaux absorbant sélectivement les longueurs d'onde courtes et longues, notamment les régions bleu/vert et rouge/infrarouge du spectre, optimisant ainsi l'utilisation de la lumière solaire. Traditionnellement, les composants absorbant le rouge/infrarouge les plus efficaces dans les cellules solaires proviennent de matériaux conventionnels comme le silicium ou le CIGS (séléniure de cuivre, d'indium et de gallium). Cependant, ces matériaux nécessitent généralement des températures de traitement élevées, ce qui entraîne une empreinte carbone importante.
Dans leur récente publication dans Nature, Lang et ses collègues fusionnent deux technologies prometteuses de cellules solaires : la pérovskite et les cellules solaires organiques, qui peuvent être traitées à basse température et ont un impact carbone réduit. Atteindre un rendement impressionnant de 25,7 % avec cette nouvelle combinaison a été un défi de taille, comme l'a souligné Felix Lang, qui a expliqué : « Cette avancée n'a été possible que grâce à la combinaison de deux avancées majeures. » La première avancée a été la synthèse par Meng et Li d'une nouvelle cellule solaire organique absorbant le rouge et l'infrarouge, qui étend sa capacité d'absorption à l'infrarouge. Lang a ensuite précisé : « Cependant, les cellules solaires tandem étaient limitées par la couche de pérovskite, qui subit des pertes de rendement importantes lorsqu'elle est conçue pour absorber principalement les segments bleu et vert du spectre solaire. Pour y remédier, nous avons appliqué une nouvelle couche de passivation sur la pérovskite, qui atténue les défauts du matériau et améliore les performances globales de la cellule. »
Date de publication : 12 décembre 2024