L’EPFL optimise l’efficacité des cellules solaires à pérovskite

Les chercheurs d’Ecublens ont trouvé le moyen de réduire les pertes d’énergie des cellules photovoltaïques à pérovskite en y incorporant du rubidium. La photoluminescence de ces modèles s’en trouve améliorée et leur rendement électrique suit le mouvement.

Crédit image: EPFL

Le rendement du photovoltaïque obsède la recherche scientifique.

Dans la course au développement de l’énergie solaire, le rendement des cellules joue un rôle essentiel. Les chercheurs de l’EPFL se consacrent tout particulièrement sur les modèles photovoltaïques à pérovskites, présentés comme ce qui se fait de mieux. Mais leurs investigations touchent désormais la structure atomique de ces cellules, avec l’incorporation de rubidium pour éviter les pertes énergétiques.

Ce type de modules photovoltaïques reposent en effet sur des matériaux semi-conducteurs dits à large bande interdite (WBG). Ceux-ci absorber la lumière à haute énergie, dit lumière bleue, pour mieux laisser passer le rayonnement à basse énergie pour maximiser leur efficacité, explique l’EPFL dans un communiqué. Ce faisant, certains composants de la cellule peuvent se séparer au fil du temps, et l’ajout de rubidium permet de conjurer ce mauvais sort.

Conjurer les effets indésirables
Toutefois, les chercheurs ont voulu encore gommer les effets indésirables provoqués par l’ajout de rubidium. Ceux-ci peuvent en effet déstabiliser les modules à pérovskite en créant des phases secondaires indésirables. Pour pallier ces effets, l’EPFL a réuni à forcer le rubidium à rester là où il est nécessaire. Pour cela, elle préconise la déformation contrôlée du film de la cellule à pérovskite, en incorporant des ions de rubidium dans la structure. L’approche stabilise les WBG à nouveau, et améliore leur efficacité énergétique.

La méthode mise au point par l’EPFL peaufine aussi les processus de chauffage et de refroidissement de la cellule. Il s’agit d’accélérer ceux-ci pour contenir les effets de la déformation et maintenir le rubidium dans la structure. La technique utilisé la résonance magnétique nucléaire à l’état solide et la modélisation informatique. Les résultats sont déjà prometteurs. Le matériau est plus uniforme et sa structure électronique plus stable. Sa photoluminescence est de plus améliorée, ce qui a pour avance de mieux convertir le rayonnement solaire en électricité. Les pertes énergétiques des cellules à pérovskite s’en trouvent aussi réduites. Un marché s’ouvre, notamment pour l’éclairage LED ou les capteurs.