Efficacité des panneaux solaires: le pérovskite dépasse le silicium

Publié par Adrien le 08/04/2024 à 13:00
Source: Nature Energy
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Les panneaux solaires actuels sont principalement fabriqués en silicium, affichant une efficacité d'environ 22%, soit la conversion d'un peu plus du cinquième de l'énergie solaire en électricité. Cependant, le coût de production du silicium est élevé et sa fabrication exigeante en énergie.

Une alternative prometteuse se profile: le pérovskite. Ce matériau semi-conducteur synthétique peut convertir bien plus d'énergie solaire que le silicium et à moindre coût.


Un article récent, publié dans le journal Nature Energy par des chercheurs de l'Université du Colorado à Boulder et leurs collaborateurs internationaux, dévoile une méthode innovante pour fabriquer ces nouvelles cellules solaires en pérovskite, marquant une étape cruciale vers la commercialisation de cette technologie.

L'une des stratégies pour augmenter l'efficacité des cellules solaires consiste à superposer les cellules en pérovskite sur des cellules en silicium traditionnelles, formant ainsi des cellules tandem. Cette combinaison, absorbant différentes parties du spectre solaire, pourrait augmenter l'efficacité des panneaux de plus de 50%.

Cependant, un défi majeur réside dans le processus pour appliquer les semi-conducteurs sur les plaques de verre, qui doit traditionnellement se faire dans un environnement rempli de gaz non réactif pour éviter la réaction des pérovskites avec l'oxygène, ce qui diminue leurs performances.

Une récente découverte permet d'appliquer les semi-conducteurs en dehors de ces conditions contrôlées. Ceci est possible grâce à l'ajout de diméthylammonium formate, ou DMAFo, à la solution de pérovskite, empêchant ainsi l'oxydation des matériaux. Cette avancée rend les cellules en pérovskite fabriquées avec DMAFo au niveau des cellules records actuelles, atteignant une efficacité de près de 25%.

En termes de durabilité, les panneaux en silicium commerciaux conservent au moins 80% de leur performance après 25 ans. Les cellules en pérovskite, plus réactives, se dégradent plus rapidement dans l'air. Toutefois, l'étude montre que les cellules en pérovskite traitées avec DMAFo conservent 90% de leur efficacité après avoir été exposées à une lumière LED simulant la lumière du soleil pendant 700 heures, contre seulement 300 heures pour celles fabriquées sans DMAFo. Un pas dans la bonne direction, même si il reste encore du progrès a réaliser pour rivaliser avec les cellules au silicium.

La recherche sur les pérovskites, qui dure depuis une décennie, permet désormais à ces cellules d'atteindre une efficacité comparable, voire meilleure, à celle des cellules en silicium inventées il y a 70 ans.
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