Depuis plusieurs années, les producteurs de dispositifs photovoltaïques utilisent le silicium pour fabriquer les cellules solaires. Cet élément est connu pour son efficacité, sa durabilité, ainsi que son coût particulièrement faible. La pérovskite est arrivée plus récemment dans le domaine et s’avère être tout aussi efficace que le silicium. Des chercheurs du HZB ou Helmholtz Zentrum Berlin ont exploité les caractéristiques de ces deux éléments et les ont combinés pour la conception d’un nouveau type de cellule solaire. Le dispositif ainsi conçu a atteint un nouveau record avec un taux d’efficacité de plus de 32 %.
Les caractéristiques du silicium et de la pérovskite
Le silicium et la pérovskite sont tous les deux tout aussi efficaces pour exploiter les différentes parties du spectre solaire. Le silicium est connu pour mieux capter les longueurs d’onde rouges et les infrarouges. Quant à la pérovskite, elle est plus efficace pour exploiter la lumière bleue. Même si chacun de ces deux éléments présente une efficacité satisfaisante quand ils sont utilisés seuls, il semblerait que le tandem pérovskite/silicium soit encore plus efficace.
Le nouveau dispositif créé par le HZB
L’équipe du HZB a conçu un nouveau dispositif avec une série de couches de pérovskite et de silicium. La cellule supérieure est composée de plusieurs couches minces de pérovskite tandis que la cellule inférieure est faite avec des couches de silicium. Selon les explications, les pertes électriques sont minimisées grâce à l’utilisation des couches qui filtrent les différentes couleurs de la lumière jusqu’aux niveaux inférieurs. D’un autre côté, l’efficacité globale de la cellule a aussi été améliorée grâce à une nouvelle interface que les chercheurs ont mise au point. Celle-ci se trouve entre les électrodes et la zone active du dispositif.
Un meilleur résultat
Selon les dernières mises à jour du tableau des technologies photovoltaïques émergentes tenu par le National Renewable Energy Lab (NREL), la nouvelle cellule solaire tandem pérovskite/silicium affiche un nouveau record d’efficacité de 32,5 %. Le taux d’efficacité de la cellule solaire détenant le précédent record était de 31,25 %. Il est à noter que seulement quelques mois séparent ces deux records et qu’il y a un an, le record était de 30 %. Pour l’équipe du HZB, cette dernière avancée va pousser la technologie dans un nouveau domaine important. Selon le professeur Bernd Rech, directeur scientifique au sein du HZB, avec 32,5 %, le taux d’efficacité des cellules solaires HZB se trouve désormais dans les plages qui étaient auparavant atteintes uniquement par des semi-conducteurs III/V coûteux. « Le graphique NREL montre clairement à quel point les deux dernières augmentations de l’EPFL et du HZB sont spectaculaires », a-t-il ajouté. Plus d’informations : helmholtz-berlin.de