Le blocage d’électrons permet des cellules solaires avec une efficacité de 18,5%

Des scientifiques allemands et suisses ont développé conjointement une cellule solaire à pérovskite utilisant des électrodes en carbone qui est aussi efficace que 18,5% et retient 82% après 500 heures de lumière continue. Bien que l’efficacité de cette cellule soit loin derrière celle des autres dispositifs solaires à pérovskite, elle est produite à l’aide d’un processus à basse température, ce qui permet d’obtenir une production à faible coût et à grande échelle, ce qui rend cette approche digne d’être explorée plus avant.

Dans un article récemment publié, des scientifiques dirigés par l’Institut Fraunhofer pour les systèmes d’énergie solaire ont déclaré: « Les électrodes de contact métallique [actuellement couramment utilisées] accélèrent la dégradation des cellules solaires à pérovskite en raison de la diffusion d’impuretés métalliques à la surface. Le remplacement des contacts métalliques par des électrodes carbone-graphite robustes et chimiquement inertes dans les cellules solaires à pérovskite – c’est-à-dire les cellules solaires à pérovskite à base de carbone (C-PSC) – peut fondamentalement résoudre ce problème. Il a des capacités de traitement de la pression environnementale basées sur une technologie d’impression industriellement mature, il est donc très prometteur pour la commercialisation.

Ils ont poursuivi en expliquant qu’un autre problème s’est produit dans les cellules C-PSC, entraînant une perte de performance à l’interface de l’électrode de carbone avec la couche de pérovskite. Pour surmonter ce problème, l’Institut Fraunhofer pour les systèmes d’énergie solaire ISE, en collaboration avec des scientifiques de l’Ecole polytechnique fédérale de Lausanne (EPFL), a développé une couche barrière qui peut être placée entre les deux.

Ils ont déposé une autre structure de pérovskite sur la couche active de la batterie et ont utilisé diverses techniques d’imagerie pour déterminer que cette couche supplémentaire pouvait empêcher les électrons de se déplacer dans la « mauvaise » direction et améliorer les performances de la batterie.

Ils expliquent cette approche dans « Using 2D Perovskites as Electron Blocking Layers in High Efficiency (18.5%) Perovskite Solar Cells Using Printable Low-Temperature Carbon Electrodes » récemment publié dans Advanced Energy Materials. Comme le titre l’indique, l’équipe a fabriqué une cellule avec une efficacité élevée de 18,5% et a maintenu une efficacité de 82% après 500 heures d’exposition au soleil. Le dispositif de contrôle sans barrière a atteint un rendement initial de 15,7%, mais a perdu 63% de son efficacité après 200 heures d’éclairage.

« Nous pensons que l’utilisation de pérovskites 2D comme couches de blocage d’électrons (EBL) peut aider à ouvrir la voie à la future pratique efficace et stable à long terme de développement de C-PSC entièrement imprimés », a conclu l’équipe.