Le principal obstacle à la commercialisation des PIPV (Product integrated photovoltaics) réside dans leur stabilité à long terme. Pourtant, dans un contexte de croissance fulgurante de l’Internet des objets (IoT), la demande en la matière ne cesse d’augmenter. Pour remédier à ce problème, un groupe de recherche, composé d’ingénieurs affiliés à l’Université Soochow, en Chine, et à l’Université Marmara, en Turquie, a développé une cellule solaire d’intérieur accusant une efficacité de conversion sans précédent, soit de 42,01 %. Le nouvel appareil photovoltaïque intègre une couche auto-assemblée hybride et entrelacée (SAM). Cette couche est composée d’un mélange équimolaire de deux acides phosphoniques : du 4PADCB et du 2PADCB. Grâce à leurs longueurs de chaînes carbonées différentes, ces molécules améliorent la couverture de surface sur l’oxyde d’indium-étain (ITO) et renforcent l’énergie de liaison entre la couche SAM et l’ITO.
Une architecture optimisée pour la performance
La cellule photovoltaïque développée repose sur une structure multicouche : ITO/SAM/pérovskite/PCBM/BCP/Ag. L’ITO sert d’électrode frontale, recouverte par la couche SAM. La pérovskite agit comme couche absorbante de lumière, le PCBM ([6,6]-phényl-C61-butanoate de méthyle) comme couche de transport des électrons, le BCP (bathocuproine) comme tampon, et l’Ag (argent) comme électrode arrière. Le processus de fabrication semble rigoureux. Les substrats en verre recouverts d’ITO ont été nettoyés suivant un protocole divisé en plusieurs étapes. Celles-ci incluaient des bains dans de l’eau déminéralisée, de l’acétone et de l’éthanol, suivis d’un séchage prolongé et d’un traitement à l’UV (ultraviolet). La couche SAM a ensuite été déposée par centrifugation, puis chauffée à 100 °C.
Des résultats prometteurs
Pour tester l’efficacité de la nouvelle conception, les chercheurs ont conçu un mini-module de 5 cm × 5 cm et un prototype fonctionnel d’étiquette électronique de prix alimenté par la technologie PIPV. Ces dispositifs ont été testés dans des conditions d’éclairage intérieur variées, allant de 200 à 2 000 lux. L’étiquette électronique a démontré une capacité à fonctionner de manière continue et fiable grâce à l’énergie captée par le module photovoltaïque. L’un des résultats les plus impressionnants concerne la longévité des cellules solaires. Lors de tests de vieillissement accéléré simulant des fluctuations d’intensité lumineuse diurnes, elles ont affiché une durée de vie projetée proche de 6 000 heures. Une performance sans précédent !
Un exploit remarquable
À noter qu’un article consacré à cette étude a été publié dans la revue National Science Review. Le moins qu’on puisse dire, c’est que cette avancée illustre l’importance des partenariats interuniversitaires dans le développement de technologies durables et adaptées aux besoins émergents du marché. Avec une efficacité record et une stabilité accrue, la nouvelle cellule photovoltaïque d’intérieur pourrait transformer le paysage des dispositifs électroniques courants.
D’autant plus que les applications sont vastes et prometteuses… Plus d’infos : academic.oup.com. Allons-nous voir de plus en plus d’équipements photovoltaïques d’intérieur chez nous ? Je vous invite à nous donner votre avis, vos remarques ou nous remonter une erreur dans le texte, cliquez ici pour publier un commentaire .