La cellule solaire en pérovskite se développe en parallèle de celles en silicium dont la technologie atteint ses limites d’efficacité. Des chercheurs américains et chinois viennent ainsi de développer des cellules solaires semi-transparentes en pérovskite encore plus efficaces ouvrant la voie au développement de cellules complètement transparentes.
La cellule solaire au silicium atteint ses limites
Traditionnellement les cellules solaires sont fabriquées à partir du silicium. Pourtant, les scientifiques de l’université de Pennsylvanie ont déclaré que cet élément chimique avait atteint ses limites. Pour créer une cellule solaire plus efficace ces chercheurs ont donc du se tourner vers un autre matériau.
Des cellules pérovskites comme alternative
Les minérales pérovskites sont alors devenues une alternative pour créer des cellules solaires plus efficaces et prometteuses. Au cours de leurs recherches, les scientifiques ont utilisé un film d’or ultrafin comme électrode transparente intégrée à ces nouvelles cellules. Mais la réalisation d’une couche uniforme faisait baisser les capacités de conductivité de la structure.
Le chrome comme solution
L’équipe a pourtant récemment découvert que le chrome était la solution à son problème. En effet, utilisé comme couche d’ensemencement, ce métal permet à l’or de se former en une couche ultrafine. Cette dernière aurait alors de bonnes propriétés conductrices.
Dong Yang, professeur assistant de recherche en science et ingénierie des matériaux à Penn State, explique :
« Normalement, si vous faites croître une couche mince d’or, les nanoparticules se couplent entre elles et se rassemblent comme de petites îles. Le chrome a une grande énergie de surface qui fournit un bon endroit pour la croissance de l’or. Il permet en fait à l’or de former un film mince continu. »
Un système en tandem
Ces nouvelles cellules solaires pourraient être empilées sur celles traditionnelles. Le but : créer un tandem plus efficace. Les scientifiques ont d’ailleurs déclaré que les cellules fabriquées avec des électrodes en or étaient stables.
De plus, leur rendement élevé ne faiblit pas avec le temps, selon des tests effectués en laboratoire. En effet, cette couche d’or présente une conductivité électrique élevée, selon Shashank Priya, vice-président pour la recherche à Penn State. Cependant, elle n’interfère pas avec la capacité de la cellule à absorber la lumière du soleil.
Les pérovskites pour augmenter l’efficacité solaire
Les nouvelles cellules solaires en pérovskites ont atteint un rendement de 19,9% C’est une première mondiale pour une cellule semi-transparente. Une cellule en silicium, quant à elle, a un rendement de 23,3 %.
Une amélioration de 5% du rendement
Combinées, ces deux cellules atteignent une efficacité de 28,3%. Shashank Priya a d’ailleurs déclaré :
« Une amélioration de 5 % du rendement est gigantesque. Cela signifie essentiellement que vous convertissez environ 50 watts de plus de lumière solaire pour chaque mètre carré de matériau de cellule solaire. Les fermes solaires peuvent être constituées de milliers de modules, ce qui représente une grande quantité d’électricité, et c’est une grande avancée. »
Un pas de plus vers des cellules solaires transparentes
Cette innovation représente une étape importante vers le développement de cellules solaires totalement transparentes. Ces infrastructures pourraient alors être apposées aux fenêtres des habitations pour capter la lumière du soleil sans gêner ses occupants. Une énergie qui serait gaspillée sans un tel dispositif selon Kai Wang, professeur assistant de recherche à Penn State.
Cette découverte est donc une révolution dans le monde de l’énergie solaire. En effet, développée à grande échelle, cette technologie pourrait drastiquement augmenter l’efficacité des panneaux photovoltaïques.
