Produire des cellules solaires à coût réduit et pour un usage industriel
Le prix des cellules solaires peut encore freiner le développement du photovoltaïque, en particulier pour les grandes constructions et avec d’autres matériaux que le silicium. Des chercheurs de l’Empa veulent abattre cet obstacle avec un nouveau procédé de fabrication de cellules en pérovskite.
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Les cellules solaires conventionnelles sont toujours composées de silicium.
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Coupe transversale des différentes couches de la cellule solaire en pérovskite sous un microscope électronique à balayage.
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Le bâtiment test de l'Empa accueillera les nouvelles cellules photovoltaïques en test dans quelques mois.
Développer le photovoltaïque, c’est bien beau. Mais lorsque le prix des cellules est encore trop élevé, c’est difficile. En cause, l’emploi du silicium pour la fabrication. L ‘Empa a donc cherché, dans l’optique de la construction de centrales solaires ou la construction, de nouveaux procédés de fabrication. Il s’agit de produire moins cher, plus rapidement et pour un usage surtout industriel.
Léger et fin
A cet effet, le recours à la pérovskite semi-conductrice fait des progrès notables. Développé depuis 2009, ce matériau renforce sa résistance à l’humidité, à la chaleur et au rayonnement UV. Il est de plus léger et fin, ce qui lui permet d’être appliqué sur des structures de la taille d’une feuille de papier. En revanche, il est encore moins durable que le silicium.
Nouvelle cellule
Deux chercheurs de l’EPFL se penchent sur ce problème depuis 2014. Ils ont ainsi élaboré une cellule photovoltaïque avec un cadre composé d’oxydes et de carbone. Mais leur invention n’était pas commercialisable à moindre coût. L’Empa et la société Solaronix ont repris le flambeau en créant une cellule en péroskite de 10cm de côté.
Cinq couches
Cette nouvelle cellule se compose de cinq couches de différents matériaux, dont l’oxyde de titane, l’oxyde de zirconium et le graphite. Le procédé de fabrication, basé sur la buse à fente, est plus économique, car les couches peuvent être appliquées directement, les unes après les autres, et frittées ensemble. La péroskite est alors infiltrée à travers tous les pores de la cellule solaire, au lieu d’être appliquée sur le substrat comme une couche solide. Ce qui permet d’aller sept fois plus vite que pour une cellule ordinaire.
Une vie plus longue
Ce nouveau procédé de fabrication des cellules solaires en péroskite leur garantit également une durée de vie plus longue. L’Empa va mettre en pratique ses recherches dans quelques mois, sur son bâtiment test de Dübendorf.
