Guanidinium, une alternative pour augmenter l'efficacité solaire de la pérovskite à 19% pendant 1000 heures

MK Nazeeruddin / EPFL

La pérovskite est un pas de plus pour devenir le matériau de panneau photovoltaïque du futur. La dernière avancée vient d'un groupe scientifique de l'Ecole Polytechnique de Lausanne (EPFL) qui a réalisé des cellules solaires pérovskite avec un rendement de 19% et, clé, stable. Cela a été possible grâce à l'incorporation dans les cellules de guanidinium, avec lequel la performance a été maintenue pendant 1000 heures d'exposition continue à l'éclairage.

Selon les scientifiques qui ont participé à ce projet, qui a, entre autres, la collaboration de l'Université de Córdoba et Abengoa Reserch , les résultats obtenus dans les tests de laboratoire se traduiraient, dans la pratique, en 1333 jours d'utilisation réelle de cette technologie. , sans subir de perte de performance.

«C'est une étape fondamentale dans le domaine de la pérovskite», déclare Mohammad Khaja Nazeerruddin, membre du projet. Et c'est que son avance peut mettre fin aux problèmes classiques de la pérovskite pour son saut à l'échelle commerciale, comme le manque de stabilité. Les matériaux cristallins qui composent la pérovskite ont tendance à se décomposer avec le temps. Ceci, en plus de l'incertitude, se traduit par une augmentation des coûts dans le domaine du marketing.

MK Nazeeruddin / EPFL

Or, cette recherche fait un pas en avant dans ce sens, en renforçant la stabilité de ces cellules et en atteignant un rendement proche de 20%, qui s'approche pas à pas de 25% des cellules solaires classiques en silicium.

Comment cette avancée a-t-elle été possible? S'engager dans une voie déjà explorée: synthétiser des matériaux pérovskites qui pourraient maintenir leur efficacité dans le temps. Cette option avait déjà été testée avec des options telles que le rubidium ou le césium. Ces paris étaient cependant "difficiles à mettre en œuvre, et coûteux", précise l'EPFL dans un communiqué.

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En alternative, cette équipe a opté pour l'amélioration de la stabilité de la pérovskite avec l'introduction d'un cation guanidinium organique dans l'iodure de plomb méthylammonium. Ainsi, on a constaté qu'en insérant ce type de cation dans la structure cristalline de la pérovskite, il était possible de renforcer la stabilité thermique et environnementale du matériau . A tel point que dans ce que l'on appelle le facteur de tolérance de Goldschmidt, indicateur de la stabilité des structures cristallines, le guanidinium a obtenu 1,03. Les données sont très proches du «facteur de tolérance idéal», qui est de 1 ou légèrement en dessous. Avec ces résultats, le groupe considère qu ' «un nouveau paradigme pour la conception de la pérovskite s'ouvre ».

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