Cellules solaires flexibles et ultraliers: nouveau record d'efficacité à 23,64%

Une efficacité de 23,64% pour la crème solaire en tandem flexible est un objectif sans précédent, grâce à un processus de fabrication innovant développé en Corée du Sud

Le Institut de la Corée de la recherche sur l'énergie (Kier) a atteint une étape importante dans le secteur des énergies renouvelables, développant Cellules solaires pérovskite en tandem / CIGS flexibles et ultra-légers avec une efficacité de conversion d'énergie du 23,64%. Il s'agit de la valeur la plus élevée jamais enregistrée pour ce type de technologie, ouvrant des scénarios prometteurs pour des applications sur des surfaces courbes telles que Facades de bâtiments, véhicules, drones et avions.

Actuellement, la production d'énergie solaire repose principalement sur les cellules solaires à jonction unique silicium cristallinapprécié pour je les coûts contenus et la facilité de production à grande échelle. Cependant, ce type de cellule approche de sa limite d'efficacité théorique, poussant la recherche vers Tandem des cellules solairesqui combine le silicium avec des matériaux comme le pérovskiteafin d'augmenter les performances.

Le CELLE TANDEM PEROVSKITE / SILICON ont déjà atteint une efficacité de 34,6%mais ils sont lourd et fragilepas adapté aux secteurs où la légèreté et la flexibilité sont fondamentales, comme l'automobile, l'aérospatiale ou les satellites. Pour cette raison, l'intérêt évolue vers des solutions mince et flexibleen particulier vers le CELLE TANDEM PEROVSKITE / CIGSqui combinent des matériaux légers et adaptables.

Nouveau processus de décollage: plus de stabilité, moins de défauts et des performances d'enregistrement

L'un des principaux obstacles à la commercialisation des cellules en tandem flexibles était le complexité de la production et le faible efficacité Par rapport aux cellules en tandem en silicium. Pour surmonter ces limites, l'équipe Kier a développé un Processus de détachement innovant (décollage). Cette méthode prévoit le dépôt d'une couche de poli Sur un substrat en verre, sur lequel la cellule en tandem est construite. Par la suite, la structure vient séparé du verreobtenir un module flexible.

Contrairement aux techniques traditionnelles qui utilisent directement des films politiques flexibles, cette approche utilise verre rigide comme base temporairepermettant un dépôt plus uniforme et stable des couches. Le résultat est un plus grande reproductibilité et un performance supérieure de l'appareil fini.

En parallèle, le groupe de recherche a également abordé le problème de défauts dans la structure absorbante en cigs. Pendant la fabrication, en fait, le potassium Venant du verre a tendance à se propager dans le matériau, créer des défauts qui entravent le transport de charge et réduisent l'efficacité globale.

À travers Simulations de calculles chercheurs ont découvert qu'il Couche polyimmous réussir limiter efficacement la diffusion du potassiumaidant à améliorer les performances finales. Grâce à cette double intervention, les cellules solaires en tandem pérovskite / cigs ont atteint une efficacité record de 23,64%dépassant clairement le record précédent de 18,1%.

La nouvelle technologie est non seulement efficace, mais aussi extrêmement résistant: Après 100 000 cycles de pliageles modules ont maintenu le 97,7% de l'efficacité initialemontrant un excellent durabilité mécanique.

Deuxième Dr Inyung Jeongqui a guidé le projet:

Cette recherche représente une étape clé vers le développement commercial des cellules solaires de nouvelle génération, capables de combiner une efficacité, une flexibilité et une légèreté élevées. L'objectif futur est d'atteindre une efficacité de 30%.

Aussi le Dr. Kihwan Kimresponsable du projet, a souligné que le Rapport de puissance / poids de ces nouvelles cellules concerne 10 fois plus élevé Par rapport à ceux de la pérovskite / silicium, ce qui les rend particulièrement adaptés à Applications qui nécessitent des modules ultralierscomme Revêtements externes de bâtiments, de véhicules et de structures aérospatiales.

Enfin, l'équipe pointe vers Monter la production à grande échelle et améliorer davantage le stabilité des appareilscontribuant ainsi de manière décisive à la Diffusion des énergies renouvelables à l'échelle mondiale.

Cellules tandem dans le monde: une race mondiale vers l'efficacité et la durabilité

Innovations récentes dans le Cellules solaires pérovskite en tandem / cigs Ils s'intègrent dans un Contexte international en évolution rapideoù les universités et les centres de recherche connaissent des solutions avancées pour améliorer efficacité, durabilité et durabilité environnementale.

Dans ChineleUniversité polytechnique du nord-ouest de Xi'an fait une cellule Assiette en tandem pérovskite-semi-transparent à quatre terminauxintégré à un Revêtement d'oxyde d'ombre (in₂o₃). Cette couche protectrice améliore non seulement les performances, mais fait l'ensemble du processus de production plus écologiquegrâce à une technique de dépôt sans solvants et faible coût.

À TaïwanleAcademia Sinical'un des instituts de recherche les plus faisant autorité d'Asie, a atteint une efficacité de 31,5% avec une cellule tandem Pérovskite-silicico a avec deux terminaux. Les scientifiques travaillent déjà sur une nouvelle génération d'appareils, en se concentrant sur Production à grande échelle, extension de la surface active Et Optimisation de stabilité de fonctionnementtous les aspects fondamentaux pour le marketing futur.

Sur le front industriel, la société chinoise Longi détient actuellement le Dossier d'efficacité mondiale Pour les cellules pérovskite-silicio, avec un Incroyable 34,6% obtenu en 2023. Immédiatement après, le Université King Abdullah des sciences et de la technologie (KAUST) en Arabie saoudite, avec un prototype de 33,7% de l'efficacité.

Selon des chercheurs du célèbre Institut Fraunhofer pour les systèmes d'énergie solaire (ISE) en Allemagne, le limite théorique de cette technologie pourrait même dépasser 39,5%. Cependant, pour atteindre cet objectif ambitieux, ce sera nécessaire Repenser les matériaux clés Utilisé aujourd'hui: parmi ceux-ci, le Fullerène (C60) pour le transport d'électrons et leOxyde indio-stagno (ito)qui doit être remplacé pour augmenter le transparence optique et réduire les coûts.

La course vers le tandem de crème solaire de plus en plus mondialet le record coréen de 23,64% représente une étape cruciale vers un avenir plus énergétique durable, efficace et technologiquement avancé.

Source: Joule