cellulaire solaire pérovskite-silicium
— Dave Weaver / Shutterstock.com

Des chercheurs suisses ont conçu une cellule solaire tandem silicium-pérovskite au rendement record. Impliquant des matériaux peu coûteux et évolutifs, celle-ci est récemment devenue la première à franchir la barre des 30 % d’efficacité.

Une combinaison gagnante

Efficace, durable, peu coûteux et facile à fabriquer, le silicium a longtemps dominé l’industrie du solaire. Des décennies de progrès technologiques ont permis d’augmenter régulièrement l’efficacité de ce type de cellules, mais il s’avère que les dispositifs actuels approchent la limite théorique du matériau (29,4 %).

Si la pérovskite fait partie des alternatives émergentes, il s’avère que ce « matériau miracle » fonctionne très bien avec le silicium. Ceux-ci absorbent en effet différentes longueurs d’onde de la lumière : le silicium se concentre sur les segments rouge et infrarouge du spectre, et la pérovskite sur ses parties verte et bleue.

En 2018, ce type de cellule tandem avait atteint un rendement record de 25,2 %, battu à deux reprises en 2020 (27,7 % puis 29,15 %), avant qu’une équipe de chercheurs allemands ne frôle la barre des 30 % d’efficacité en novembre 2021.

Ce cap a récemment été franchi pour la première fois par des chercheurs de l’École polytechnique fédérale de Lausanne (EPFL) et du Centre suisse d’électronique et de microtechnique (CSEM), qui on mis au point deux types de cellules solaires pérovskite-silicium aux rendements élevés.

Des cellules solaires pérovskite-silicium aux rendements records

Impliquant des couches de pérovskite obtenues à partir d’une solution liquide et fixées sur une surface lisse de silicium, la première a atteint un rendement de 30,93 % sur 1 cm². Pour obtenir la seconde, les chercheurs ont utilisé une technique hybride mêlant vapeur et solution liquide afin de déposer la pérovskite sur une surface de silicium texturée, ayant permis à cette cellule d’atteindre une efficacité de 31,25 % pour la même surface.

Les chercheurs indiquent que d’autres travaux seront nécessaires pour déterminer dans quelle mesure les modèles peuvent être étendus à des surfaces plus grandes et pour vérifier leur longévité.

« S’il était largement admis que les cellules combinant pérovskite et silicium avaient le potentiel de dépasser le seuil des 30 % d’efficacité, c’est la première fois que cela est démontré, ce qui devrait, espérons-le, ouvrir la voie à la production d’une électricité durable encore plus abordable à l’avenir », estime Christian Wolff, chercheur principal de l’équipe de l’EPFL.

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