Photovoltaïque : de nouvelles cellules solaires tandem à triple jonction capables de dépasser les 50 % d'efficacité ont été créées

La cellule solaire tandem innovante à triple jonction pérovskite-pérovskite/silicium développée par l'Université nationale de Singapour, qui établit un nouveau record d'efficacité de 27,1 %, promettant des améliorations révolutionnaires dans le secteur photovoltaïque.

Un groupe de scientifiques de l'Université nationale de Singapour (NOUS) a développé une cellule solaire tandem à triple jonction pérovskite-pérovskite/siliciummarquant un record du monde avec unefficacité de conversion énergétique de 27,1% sur une surface de 1 cm². Cette étape importante positionne la technologie comme la plus avancée de son genre à ce jour. Pour parvenir à ce résultat, une cellule solaire pérovskite innovante a été conçue, stabilisée et performante, grâce à l'intégration de cyanate.

Les cellules solaires traditionnelles, bien qu’efficaces, sont confrontées à des limites d’efficacité énergétique en raison de la perte d’énergie et de l’instabilité pendant l’utilisation. Surmonter ces obstacles a nécessité une approche innovante de la part du professeur assistant. Hou Yi et son équipe du College of Design and Engineering (CDE) et de l'Institut de recherche sur l'énergie solaire de Singapour (SERIS) à NUS. Leurs recherches ont conduit à la première démonstration réussie de l'intégration du cyanate dans les cellules solaires à pérovskite, ouvrant la voie à des cellules solaires tandem à triple jonction de qualité supérieure.

Vers une haute efficacité énergétique

L’introduction du cyanate, à la place du bromure traditionnel, a représenté un tournant dans la fabrication de cellules solaires tandem. Médecin Liu Shunchangmembre de l'équipe, a confirmé par des analyses détaillées l'intégration efficace du cyanate dans la pérovskite, montrant comment cet élément contribue à stabiliser la structure et autres améliorer la performance énergétique de cellules solaires.

Des expériences ont montré que les cellules solaires intégrées au cyanate atteignent un tension de 1,422 volts, surpassant les cellules pérovskites conventionnelles, et démontrant une perte d'énergie inférieure. Les tests de durabilité ont confirmé la stabilité de la nouvelle cellule solaire, conservant plus de 96 % de sa capacité après 300 heures de fonctionnement ininterrompu.

Ces résultats ont incité l'équipe NUS à développer davantage la technologie, en créant une cellule solaire tandem à triple jonction pérovskite/Si, qui a maintenu son efficacité et sa stabilité malgré sa complexité structurelle, atteignant unefficacité record de 27,1% certifié par un laboratoire indépendant. La contribution du professeur adjoint Hou Yi et du Dr Liu Shunchang à la réalisation de ces cellules solaires tandem utilisant des technologies avancées au SERIS promet un avenir prometteur pour l'efficacité et l'application des technologies photovoltaïques.

Avec un efficacité théorique supérieure à 50%, les cellules solaires tandem à triple jonction pérovskite-pérovskite/silicium offrent de larges possibilités d'amélioration, en particulier dans les environnements à espace limité. L'équipe NUS s'engage désormais à étendre cette technologie à des modules plus grands, dans le but de préserver son efficacité et sa stabilité. Les recherches futures se concentreront sur les interfaces et la composition des pérovskites, identifiées comme des domaines clés pour faire progresser cette technologie solaire prometteuse.

Source: université nationale de Singapour