Les cellules solaires en pérovskite dépassent 25% d’efficacité de conversion d’énergie

Les cellules solaires en pérovskite dépassent 25% d'efficacité de conversion d'énergie

Pérovskite alpha-FAPbI3 hautement luminescente et stable via l’ingénierie anionique HCOO. Crédit: Jin Young Kim (UNIST)

Les pérovskites sont des composés hybrides qui peuvent être fabriqués à partir d’halogénures métalliques et de constituants organiques. Leurs propriétés structurelles et électroniques attrayantes les ont placées à la pointe de la recherche sur les matériaux, avec un potentiel énorme pour transformer un large éventail d’applications, y compris dans les cellules solaires, les lampes LED, les lasers et les photodétecteurs.

Les pérovskites aux halogénures métalliques, en particulier, présentent un grand potentiel en tant que capteurs de lumière pour le photovoltaïque à couches minces. L’un des principaux candidats parmi les pérovskites à halogénures métalliques est le triiodure de formamidinium et de plomb (FAPbI3), qui est devenu le semi-conducteur le plus prometteur pour les cellules solaires pérovskite hautement efficaces et stables. Par conséquent, les scientifiques ont essayé de maximiser ses performances et sa stabilité.

Désormais, une équipe de scientifiques dirigée par le professeur Michael Grätzel de l’Ecole des sciences fondamentales de l’EPFL a utilisé une nouvelle astuce chimique qui amplifie considérablement les performances de FAPbI3. L’utilisation de cette approche permet d’obtenir des dispositifs à cellules solaires avec une efficacité de conversion de puissance allant jusqu’à 25,6%, une stabilité opérationnelle d’au moins 450 heures et une électroluminescence intense, avec une efficacité quantique externe (la quantité de lumière que la cellule peut produire lors du passage d’un courant électrique) supérieur à 10%. L’ouvrage est publié dans Nature.

Les scientifiques ont accompli l’exploit avec un « concept d’ingénierie anionique » qui augmente la cristallinité du FAPbI3 films et élimine les défauts. En introduisant le formiate d’anion pseudo-halogénure (HCOO) au mélange, ils ont pu supprimer les défauts structurels qui se présentent habituellement aux joints de grains et à la surface des films de pérovskite.

Les auteurs écrivent: « Nos résultats fournissent une voie directe pour éliminer les défauts de réseau les plus abondants et les plus délétères présents dans les pérovskites aux halogénures métalliques, offrant un accès facile aux films traitables en solution avec des performances optoélectroniques améliorées. »


L’innovation chimique stabilise la formulation de pérovskite la plus performante


Plus d’information:
Jaeki Jeong et coll. Ingénierie des anions pseudo-halogénés pour α-FAPbI3 cellules solaires de pérovskite, Nature (2021). DOI: 10.1038 / s41586-021-03406-5

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Ecole Polytechnique Federale de Lausanne

Citation: Les cellules solaires pérovskite dépassent 25% d’efficacité de conversion d’énergie (2021, 21 avril) récupéré le 21 avril 2021 sur https://techxplore.com/news/2021-04-perovskite-solar-cells-power-conversion-efficiency.html

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