cellule-solaire
— © Johannes Beckedahl / Lea Zimmerman / HZB

Une équipe de chercheurs allemands a mis au point des cellules solaires hybrides, combinant pérovskite et silicium, ayant pour la première fois permis de franchir la barre des 32 % d’efficacité.

Des cellules hybrides multicouches

En raison de son efficacité, sa durabilité et son faible coût de production, le silicium constitue depuis longtemps la norme industrielle pour les cellules solaires, mais les dispositifs actuels approchent de la limite maximale théorique d’efficacité de ce matériau. C’est pourquoi les chercheurs se tournent depuis quelques années vers la pérovskite, dont la structure désordonnée unique permet de transformer plus efficacement l’énergie solaire en électricité.

La combinaison de ces deux matériaux offrant de meilleures performances que leur utilisation seule, grâce à leur capacité à récolter différentes parties du spectre solaire (la pérovskite captant mieux la lumière bleue et le silicium les longueurs d’onde rouges et infrarouges).

La nouvelle architecture développée par les chercheurs du Helmholtz-Zentrum Berlin (HZB) intègre une cellule supérieure constituée de plusieurs fines couches de pérovskite, et une cellule inférieure à la structure similaire composée de silicium. Selon l’équipe, cette série de strates successives permet de filtrer plus efficacement les différentes couleurs du spectre lumineux, ce qui se traduit par une minimisation des pertes électriques.

Représentation schématique de la structure de la cellule hybride — © Eike Köhnen / HZB

L’équipe a également indiqué avoir conçu une nouvelle interface entre la zone active et les électrodes, ayant permis d’améliorer l’efficacité globale de la cellule.

Un rendement record de 32,5 %

Leur cellule solaire tandem pérovskite/silicium affiche un rendement de 32,5 %, vérifié de manière indépendante. Ce qui constitue le chiffre le plus élevé jamais atteint par des technologies photovoltaïques émergentes, selon un tableau régulièrement mis à jour par le National Renewable Energy Lab (NREL).

Il s’agit d’un progrès considérable par rapport au précédent record de 31,25 %, établi il y a quelques mois à peine, alors que la barre des 30 % avait été atteinte l’année précédente. L’équipe affirme que cette dernière avancée fait entrer la technologie dans une nouvelle dimension.

« À 32,5 %, l’efficacité des cellules solaires des tandems de HZB se situe désormais dans des gammes qui n’étaient auparavant atteintes que par des semi-conducteurs III/V coûteux », souligne le professeur Bernd Rech, directeur scientifique de HZB. « Le tableau du NREL montre clairement le caractère exceptionnel des deux dernières percées de l’EPFL et du HZB. »

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