Dégradation des performances des cellules solaires en pérovskite résolue

Les cellules solaires à pérovskite promettent d'améliorer l'efficacité de la conversion photoélectrique, mais elles souffrent de l'un des plus grands inconvénients : leurs performances se dégradent avec le temps lorsqu'elles sont exposées à la lumière du soleil. Une équipe de scientifiques des États-Unis, de Chine et de Corée du Sud a écrit dans le dernier numéro de "Nature" qu'ils avaient effectué un traitement simple à la surface des cellules solaires en pérovskite, résolu le problème de la dégradation et ouvert la voie à l'application. de la technologie des cellules solaires à couches minces. le plus grand obstacle.

Les pérovskites sont un groupe de matériaux qui ont le même arrangement atomique (structure cristalline) que les oxydes minéraux de pérovskite. Les pérovskites aux halogénures métalliques, l'un des "membres de la famille", sont préparées pour leurs applications potentielles dans le domaine des cellules solaires à couches minces à haut rendement et à économie d'énergie. attention. Les cellules solaires en pérovskite sont beaucoup moins chères à fabriquer que les cellules solaires à base de silicium, mais elles présentent l'un des plus gros inconvénients : leurs performances se dégradent lorsqu'elles sont exposées à la lumière pendant une longue période. Si ce problème peut être correctement résolu, cela aidera la technologie solaire. "Envolez-vous dans les maisons des gens ordinaires".

Yang Yang, responsable des dernières recherches et professeur de science et d'ingénierie des matériaux à l'Université de Californie à Los Angeles, a expliqué que pour les défauts des cellules solaires, la méthode de traitement courante actuellement utilisée par les scientifiques consiste à déposer une couche d'ions organiques sur la surface pour rendre la surface chargée négativement. Bien que ce traitement ait été conçu pour améliorer l'efficacité de conversion d'énergie des cellules solaires à pérovskite, il a également permis à trop d'électrons de s'accumuler à la surface de la cellule. Cela déstabilise l'arrangement ordonné des atomes, rendant les cellules solaires à pérovskite de moins en moins efficaces au fil du temps, les rendant finalement non commerciales.

À la lumière de cette découverte, l'équipe a trouvé un moyen de remédier à la dégradation de la batterie en associant des ions chargés positivement à des ions chargés négativement à la surface, ce qui a rendu les électrons de surface plus neutres et stables.

L'équipe a testé la durabilité des cellules solaires traitées dans des conditions qui accélèrent le vieillissement des cellules et dans des conditions qui simulent la lumière du soleil par tous les temps. Les résultats ont montré que les cellules maintenaient 87 % de leur efficacité de conversion photoélectrique initiale pendant plus de 2 000 heures. En revanche, dans les mêmes conditions et pour le même temps, le rendement des cellules solaires non traitées a chuté à 65 % .

"Nos cellules solaires à pérovskite sont parmi les plus stables en termes d'efficacité signalées à ce jour, et nos dernières recherches jettent les bases de la commercialisation et de l'adoption généralisée de la technologie des cellules solaires à pérovskite", ont déclaré les chercheurs. Sur la base du développement et du perfectionnement de cette technologie, nous pouvons concevoir des cellules solaires en pérovskite plus stables. »