Des chercheurs chinois ont franchi une étape clé dans le développement de cellules solaires flexibles. Ces scientifiques ont mis au point une technique ingénieuse pour surmonter un obstacle majeur: la rugosité de la couche de CIGS. Ils ont réussi à créer des cellules solaires tandem à la fois efficaces et durables.
Une cellule solaire tandem flexible combinant pérovskite et CIGS.
Crédit: NIMTE
Le CIGS, un matériau semi-conducteur, est privilégié pour sa capacité à absorber la lumière et sa stabilité à long terme. Cependant, sa surface rugueuse compliquait jusqu'ici le dépôt de pérovskite, un autre matériau prometteur pour les cellules solaires. Cette combinaison était pourtant très attendue pour des panneaux solaires légers et performants.
L'équipe du professeur Jichun Ye a publié ses résultats dans
Nature Energy. Leur méthode repose sur une stratégie de dissolution-adsorption innovante, utilisant deux types de solvants pour optimiser l'adhésion des couches. Une couche de graines de pérovskite améliore également la cristallinité et l'adhérence.
Le résultat est une cellule solaire tandem flexible de 1,09 cm², atteignant une efficacité record de 24,6%. Après 3 000 pliages et 320 heures de fonctionnement, elle conserve plus de 90% de sa performance initiale, démontrant une robustesse exceptionnelle.
Cette avancée ouvre la voie à des applications commerciales pour les cellules solaires tandem flexibles. Elles pourraient révolutionner le secteur de l'énergie solaire, en offrant des solutions à la fois légères, efficaces et durables.
Qu'est-ce que la pérovskite et pourquoi est-elle utilisée dans les cellules solaires ?
La pérovskite est un matériau cristallin qui a chamboulé le domaine des cellules solaires grâce à ses propriétés optiques exceptionnelles. Elle absorbe la lumière très efficacement et peut être produite à bas coût.
Ce matériau permet de convertir une large gamme de longueurs d'onde en électricité, ce qui en fait un candidat idéal pour les cellules solaires. De plus, sa structure peut être modifiée pour optimiser ses performances.
Contrairement aux siliciums traditionnels, la pérovskite peut être déposée sous forme de couches minces, ouvrant la voie à des applications flexibles et légères. Cependant, sa stabilité à long terme reste un problème à surmonter.
Les dernières avancées, comme celles de la présente étude, montrent que des solutions existent pour améliorer la durabilité de la pérovskite, notamment en combinant ce matériau avec d'autres comme le CIGS.
Comment fonctionne une cellule solaire tandem ?
Une cellule solaire tandem combine deux matériaux semi-conducteurs différents pour capter plus efficacement l'énergie solaire. Chaque matériau est optimisé pour absorber une partie spécifique du spectre solaire.
Dans le cas des cellules pérovskite/CIGS, la pérovskite capte principalement la lumière visible, tandis que le CIGS est efficace pour les infrarouges. Cette complémentarité permet d'augmenter significativement l'efficacité de conversion.
L'assemblage de ces deux matériaux en une seule cellule pose cependant des problèmes techniques, notamment en termes d'adhésion entre les couches. Les innovations comme l'antisolvant-seeding sont cruciales pour surmonter ces obstacles.
Les cellules tandem représentent l'avenir des panneaux solaires, avec des efficacités potentiellement bien supérieures à celles des technologies actuelles. Leur développement est un enjeu majeur pour la transition énergétique.