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En combinant l'iode, le brome et le chlore, NREL retrouve la stabilité des cellules solaires en pérovskite

Un changement dans la composition chimique a permis aux scientifiques d'augmenter la longévité et l'efficacité d'une cellule solaire en pérovskite développée au NREL.

Les cellules solaires tandem perovskite / silicium sont des prétendants à la technologie photovoltaïque de nouvelle génération, avec le potentiel de fournir des gains d'efficacité de module à un coût minimal. Les chercheurs ont développé un nouvel alliage de pérovskite à triple halogénure qui a permis d'augmenter l'efficacité de conversion de puissance et la stabilité de la photo. Photo de Dennis Schroeder, NREL

La nouvelle formule a permis à la cellule solaire de résister à un problème de stabilité qui a jusqu'à présent contrecarré la commercialisation des pérovskites. Le problème est connu sous le nom de ségrégation de phase induite par la lumière, qui se produit lorsque les alliages qui composent les cellules solaires se décomposent sous exposition à une lumière continue.

«Maintenant que nous avons montré que nous sommes immunisés contre cette ségrégation de phase réversible à court terme, la prochaine étape consiste à continuer à développer des couches de contact et des architectures stables pour atteindre des objectifs de fiabilité à long terme, permettant aux modules de durer sur le terrain pendant 25 ans ou plus », a déclaré Caleb Boyd, auteur principal d'un article récemment publié dans Science intitulé "Pérovskites à large bande interdite à triple halogénure avec séparation de phase supprimée pour des tandems efficaces." Boyd et le co-auteur Jixian Xu sont associés au groupe de recherche du professeur Michael McGehee de l'Université du Colorado-Boulder, qui étudie les pérovskites au NREL.

Les cellules solaires en pérovskite sont généralement fabriquées en utilisant une combinaison d'iode et de brome, ou de brome et de chlore, mais les chercheurs ont amélioré la formule en incluant les trois types d'halogénures. La recherche a prouvé la faisabilité d'allier les trois matériaux.

L'ajout de chlore à l'iode et au brome a créé une phase de pérovskite à triple halogénure et a supprimé la ségrégation de phases induite par la lumière même à un éclairage de 100 soleils. Quelle dégradation s'est produite était faible, à moins de 4% après 1 000 heures de fonctionnement à 60 ° C. À 85 ° et après 500 heures de fonctionnement, la cellule solaire n'a perdu qu'environ 3% de son efficacité initiale.

"La prochaine étape consiste à démontrer davantage les tests de stabilité accélérés pour vraiment prouver ce qui pourrait arriver dans 10 ou 20 ans sur le terrain", a déclaré Boyd.

La nouvelle formule a créé une cellule solaire avec une efficacité de 20,3%.

Le silicium reste le matériau dominant utilisé dans les cellules solaires, mais la technologie approche de son efficacité maximale théorique de 29,1%, avec un record de 26,7% établi à ce jour. Mais placer des pérovskites au sommet d'une cellule solaire en silicium pour créer une cellule solaire multijonction pourrait augmenter l'efficacité et faire baisser le coût de l'électricité solaire. Les scientifiques du NREL ont pu créer une cellule solaire tandem perovskite / silicium avec une efficacité de 27%. En soi, la cellule solaire au silicium avait une efficacité d'environ 21%.

Nouvelle du NREL

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