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Décryptage

La Pérovskite dope le rendement des cellules solaires en silicium

Posté le par La rédaction dans Matériaux, Biotech & chimie

Depuis son utilisation dans le photovoltaïque en 2009, la pérovskite a vu son rendement quadrupler. Lorsqu’une équipe de Stanford combine ce minéral à une cellule en silicium, elle obtient comme résultat d’en améliorer le rendement de 50%.

17%. C’est le rendement d’une cellule solaire obtenu par l’équipe de Michael McGehee. Nettement mieux que les 11.4% de rendement de la cellule en silicium d’origine. Leurs travaux publiés dans Energy & Environmental Sciences révèlent l’utilisation d’un deuxième matériau, la pérovskite. Seule, la pérovskite n’offre pas de performances spectaculaires.

Lors de sa première utilisation en tant que cellule solaire, le minéral n’affichait qu’un petit 3.8% de rendement. Mais en seulement 5 ans, les acteurs du monde de la recherche ont nettement amélioré sa performance qui atteint désormais environ 12%.  Un gain rapide qui fait de la pérovskite un matériau prometteur et attractif, d’autant qu’il ne coûte pas cher : une cellule en pérovskite est 5 fois moins chère que son homologue en silicium. Mais la cellule solaire en silicium conserve une avance notable avec un rendement moyen de 15%, et un maximum en laboratoire de près de 25%.

Si des scientifiques coréens ont réussi à obtenir un rendement record de 20% pour une cellule en pérovskite, cela reste très inférieur aux performances obtenues avec le silicium.

Habités par l’adage « L’union fait la force », les chercheurs de l’université de Stanford ont décidé d’empiler une cellule en silicium avec une cellule en pérovskite. Bingo ! La cellule en silicium avait un rendement de 11.4%, celle en pérovskite de 12.7%, mais l’ensemble permet un rendement de 17%. Pour comprendre d’où vient l’amélioration, il faut regarder du côté du spectre d’absorption. Le silicium capte les photons des domaines du visible et de l’infrarouge, tandis que la pérovskite absorbe uniquement ceux du visible, mais dans la partie haute énergie. Une complémentarité exploitée avec succès par les chercheurs de Stanford.

Si l’évolution du rendement des cellules solaires à base du couple silicium/pérovskite suit celle des cellules en pérovskite, les panneaux solaires vont devenir ultra-rentables !

Par Audrey Loubens

Posté le par La rédaction


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