Nouveau record mondial d'efficacité pour les cellules solaires imprimées

Une équipe de l'Université de Swansea a utilisé une nouvelle méthode de fabrication pour le photovoltaïque flexible. Le système est capable d'étaler 4 couches de pérovskite dans un film polymère tout en maintenant des performances élevées et de faibles coûts.

Nouveau record de performance pour les cellules solaires imprimées à base de pérovskite . Un groupe de scientifiques de l'Université de Swansea, au Pays de Galles, a réussi à les fabriquer avec un dispositif roll-to-roll qui assure une efficacité de conversion de 12,2%. Il s'agit de la valeur la plus élevée jamais atteinte pour ce type spécifique d'énergie photovoltaïque.

Le secret du succès réside dans la capacité à combiner la bonne technologie d'impression avec une encre pérovskite, tout en maintenant une perte de matière minimale et une simplicité d'exécution.

Le choix du matériau actif pour fabriquer les cellules solaires imprimées ne pouvait être que de la pérovskite, une classe d'oxydes synthétiques considérés comme les substituts les plus valables du silicium.

Aujourd'hui, en effet, entre les deux semi-conducteurs il n'y a plus de différence d'efficacité. Et bien que la pérovskite n'ait pas encore franchi la phase de mise à l'échelle, elle peut déjà s'attendre à une réduction des coûts et des exigences de production. Par exemple, malgré le photovoltaïque au silicium, ces composés n'ont pas besoin de températures élevées ou de chambres à vide pour le traitement.

La possibilité de les traiter dans des solutions à basse température, offre la possibilité d'appliquer diverses techniques d'impression et de revêtement, de la sérigraphie au jet d'encre. Dans ce cas précis, des chercheurs de l'Université de Swansea ont utilisé une technologie appelée « enduction par filière à fente ». Cette solution permet de déposer des matériaux même très visqueux sur un substrat qui passe sous les buses, produisant des films homogènes et uniformes.

Cette méthode offre plusieurs avantages par rapport à ses alternatives: l'épaisseur du film peut être contrôlée avant revêtement du substrat, et il peut être extrêmement fin. Il offre également une efficacité d'utilisation élevée des matériaux, avec une perte minimale de semi-conducteurs.

Le prototype de cellule solaire a été fabriqué en recouvrant le substrat en plastique flexible de 4 couches de pérovskite. L'équipe a ajouté le contact supérieur par évaporation thermique. Cependant, les scientifiques s'efforcent de rendre possible le revêtement de la fente de contact supérieure, de sorte qu'une cellule solaire complète ne puisse être produite qu'avec une impression roll-to-roll.

« Les cellules solaires pérovskite visent à augmenter l'efficacité et à réduire les coûts de la production photovoltaïque traditionnelle», explique Rahul Patidar, chercheur principal du projet. « Ils ont le potentiel d'être très efficaces et relativement peu coûteux à produire, l'objectif est donc d'améliorer les méthodes de fabrication pour une mise à l'échelle. Cette étude indique la prochaine étape vers la commercialisation. "

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