Le silicium a toujours été le matériau de choix pour la technologie des cellules solaires en raison de son faible coût, de sa stabilité et de son efficacité, mais les cellules solaires au silicium approchent rapidement de leurs limites théoriques. Aide à casser la limite supérieure.
Aujourd'hui, des chercheurs de l'EPFL et du Centre suisse pour l'électronique et la microtechnique (CSEM) ont mis au point une nouvelle combinaison de cellules solaires à base de silicium et de perovskite, comme indiqué dans leur rapport de recherche. L'efficacité de laboratoire de la cellule a dépassé le record d'efficacité de 25,2% - un nouveau record pour cette technologie de combinaison de cellules solaires.
À l'heure actuelle, l'efficacité des cellules solaires au silicium sur le marché est de 20 à 22%, ce qui n'est pas mauvais, mais cela ne permet pas à la technologie d'avoir plus de place pour le développement. L'efficacité est passée de 3,8% en 2009 à plus de 20% en 2016. Cependant, son prix étant plus élevé que celui des cellules solaires ordinaires au silicium et son propre plafond d'efficacité, le degré de commercialisation n'est pas élevé.
L'utilisation de pérovskites et de silicium dans une cellule solaire peut aider à tirer parti des deux matériaux: les pérovskites convertissent mieux la lumière verte et bleue en électricité, tandis que le silicium est dédié à la lumière rouge et infrarouge. Ainsi, ils peuvent capturer une gamme spectrale plus large.
Les auteurs de recherches Florent Sahli et Jérémie Werner ont déclaré qu'en combinant ces deux matériaux, le spectre solaire peut être maximisé et que la quantité d'électricité produite peut être maximisée.Les calculs et travaux effectués dans la présente étude montrent que 30% devraient être atteints très rapidement. Efficacité
La nouvelle cellule solaire silicium-pérovskite de l'équipe a atteint un rendement de 25,2%, ce qui dépasse la série de cellules solaires qui ont été développées en 2015 par des cellules solaires au silicium monocristallin et des cellules solaires à pérovskite. Son efficacité est seulement de 13,7%.
Les principaux obstacles de ces cellules tandem sont dans le processus de fabrication: généralement, les pérovskites se déposent sous forme liquide sur la surface, mais la texture du silicium rend difficile la surface de la cellule de silicium constituée d'un grand nombre de structures pyramidales d'environ cinq microns. Cette structure peut mieux capturer et absorber la lumière.
Sahli a déclaré que maintenant, la méthode standard pour la fabrication de cellules tandem pérovskite / silicium est d'aplatir la «pyramide» de la cellule de silicium, mais cela va réduire ses propriétés optiques et donc ses performances.Après cela, la cellule de pérovskite sera déposée. En haut de cette étape, les étapes du processus de fabrication sont également ajoutées.
Dans cette étude, les scientifiques couvrent première pour créer une couche de base inorganique « pyramide » à l'aide d'un évaporateur. Puis, par rotation le revêtement d'une solution organique liquide a été ajouté, qui pénètrent dans les pores de la couche de base. Enfin, le substrat est chauffé à l'équipe de 150 ° C ( 302 ° F), sera au sommet de sorte que le film mince de silicium cristalline de perovskite est formé pour couvrir toute la surface.
Les chercheurs ont déclaré que le processus est relativement simple, il suffit quelques étapes supplémentaires peuvent être intégrées dans des lignes de production existantes. Cela aidera les nouvelles piles dans la production de la série, et pas trop élevé va coûter.
