Photovoltaïque, au revoir le silicium? Cette cellule solaire en tandem entièrement en pérovskite a atteint l'efficacité de 28,8%

Les chercheurs ont développé une cellule solaire en tandem entièrement à la pérovskite avec une efficacité record de 28,83%: grâce à une barrière protectrice basée sur la chélation des diamines, cette technologie pourrait rendre le photovoltaïque plus stable et prêt pour une production à grande échelle à grande échelle

Une équipe de scientifiques en a développé une Tandem à cellules solaires entièrement en pérovskitecapable d'atteindre unEfficacité de 28,83%. Contrairement aux cellules tandem traditionnelles, qui combinent le silicium avec un autre semi-conducteur, cette innovation utilise exclusivement Absorbeurs de pérovskite stond-pombo dans la pérovskite. Pour améliorer sa stabilité et ses performances, les chercheurs ont adopté une technique innovante basée sur Cupulation du diablece qui crée une barrière protectrice très résistante.

Les cellules solaires les plus courantes combinent du silicium avec un grand semi-conducteur de bande interdite. Dans ce cas, le groupe de recherche a développé une cellule qui utilise uniquement Deux couches d'absorbants absorbés en étain-piombol'un avec une grande bande interdite et l'autre avec une bande étroite.

En plus de ces composants clés, la cellule photovoltaïque comprend également Acide épique, or, oxyde de nickel, oxyde d'étain et championnaten plus de Buckminsterfullerène. La présence du Cupulation du diable Il est essentiel d'équilibrer la relation entre l'étain et le plomb, améliorant l'efficacité globale de l'appareil.

Une performance énergétique extraordinaire de 28,83%

Dans les tests effectués dans Conditions d'éclairage standardla cellule a montré un rendement de 28,83%. De plus, les performances électriques mesurées ont mis en évidence:

• Tension de circuit ouvert De 2.19 V
• Densité de courant de court-circuit égal à 15,59 mais / cm²
• Facteur de remplissage de83,4%

Les chercheurs ont également découvert que cette cellule solaire de la pérovskite était capable de Gardez 90% de ses services pendant plus de 1 000 heuressans avoir besoin de refroidissement. Un résultat rendu possible par le Couche de diaminequi facilite l'extraction des électrons et réduit les pertes d'énergie dues à la recombinaison non radiative.

En plus d'améliorer l'efficacité, cette cellule tandem à la pérovskite en offre également une Protection plus grande et stabilité opérationnellemerci au Cupulation du diable. Ce traitement chimique réduit l'oxydation et forme une barrière particulièrement résistante, comparable à Structure de contact arrière des cellules photovoltaïques en silicium.

Deuxième Son Chenco-auteur de l'étude, cette découverte présente un Nouveau mécanisme de passivationfaire les cellules à la pérovskite plus robuste et adapté à la production à grande échelle. L'une des principales limites de ces cellules est en fait la leur fragilitéqui entrave sa diffusion commerciale. Cette technologie pourrait représenter une étape décisive vers l'industrialisation des cellules photovoltaïques dans la pérovskite, accélérant leur entrée sur le marché des énergies renouvelables.

Ce progrès technologique est le résultat d'une collaboration internationale entre différentes universités et instituts de recherche. En plus de l'Université de Toronto, l'équipe comprend des chercheurs de l'Université de Tohoku (Japon), l'Université King Abdullah (Arabie saoudite), l'Université de Tolède, le Laboratoire national de Lawrence Berkeley, de l'Université de Massachusetts, Georgia Institute of Technologie et Université de Washington.

Autres progrès mondiaux dans le secteur des cellules tandem

Les innovations dans le domaine des cellules solaires en tandem ne s'arrêtent pas là. Des développements importants proviennent de la Chine, car Cellule en tandem pérovskite-silicio développé par des scientifiques duUniversité polytechnique du nord-ouest de Xi'andans la province de Shaanxi. Cet appareil Semi-transparent quatre terminaux intégrer un avancé Couche d'oxyde de branche protectrice (in₂o₃)qui non seulement améliore l'efficacité globale, mais est également produite avec un Méthode à faible coût et solvants sansrendre le processus plus durable et facilement évolutif pour la production industrielle.

Aussi Academia Sinicale Taiwan Research Institute le plus prestigieux, a récemment annoncé un jalon important. Ses chercheurs ont développé un Perovskite-silicio en tandem à cellules solaires avec deux bornes (2T)avec une efficacité de 31,5%. L'équipe s'efforce déjà d'améliorer encore le projet, dans le but de optimiser la production, augmenter la surface des cellules et améliorer la stabilité des composants Pour une production à grande échelle.

Au niveau mondial, la primauté pour l'efficacité des cellules tandem de Perovskite-Siticio est détenue par la société chinoise Longiqui a atteint le 34,6% de l'efficacité En 2023. Non loin est le Université King Abdullah des sciences et de la technologie (KAUST) en Arabie saoudite, qui a annoncé une cellule avec Efficacité de 33,7%.

Selon les experts de Institut Fraunhofer pour les systèmes d'énergie solaire (Fraunhofer ISE) En Allemagne, le potentiel théorique maximal pour les cellules en tandem pourrait aller à 39,5%. Cependant, pour dépasser ce seuil, ce sera nécessaire Développer une nouvelle architecture et remplacer certains matériaux clés, comme le Fullerène (C60) pour le transport d'électrons et leOxyde indio-stagno (ito) Pour améliorer la transparence des cellules.

L'avenir des énergies renouvelables approche rapidement et, avec chaque nouveau record d'efficacité, nous faisons un pas de plus vers un Système énergétique mondial le plus propre, durable et compétitif.

Source: Nature

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