Des chercheurs de l’EPFL utilisent le rubidium pour améliorer l’efficacité des cellules solaires
Ecublens VD - Forschende der Eidgenössischen Technischen Hochschule Lausanne (EPFL) haben einen Weg gefunden, um den Energieverlust von Perowskit-Solarzellen zu reduzieren und dessen Effizienz zu steigern. Die Integration von Rubidium mithilfe von Gitterspannung erzeugt demnach eine stabilere elektronische Struktur.
Des chercheurs de l’EPFL ont découvert une méthode pour réduire la perte d’énergie des cellules solaires à pérovskite, selon un communiqué. Les cellules solaires à pérovskite sont basées sur des semi-conducteurs à large bande interdite, mais qui souffrent souvent de séparation de phase, ce qui provoque une baisse de performance avec le temps. L’intégration de rubidium (Rb) devrait stabiliser le matériau des semi-conducteurs tout en améliorant l’efficacité énergétique de la cellule solaire. En exploitant la tension de grille du film de pérovskite, les chercheurs ont également pu s’assurer que les ions Rb étaient fixés au bon endroit.
Les chercheurs de Lukas Pfeifer et Likai Zheng du groupe de Michael Grätzel à l’EPFL ont également utilisé la méthode de diffraction des rayons X pour vérifier et analyser cet effet. Ils ont ainsi découvert qu’en plus de la tension du réseau, l’introduction d’ions chlorure contribuait également de manière décisive à la stabilisation du matériau. Les ions chlorure compensent les différences de taille entre les éléments introduits et garantissent ainsi une répartition plus uniforme des ions. Il en résulte un matériau plus uniforme avec moins de défauts et une structure électronique plus stable.
La nouvelle composition de pérovskite a atteint 93,5 % de sa limite théorique avec une tension à vide de 1,30 volt. Il s’agit de l’une des plus faibles pertes d’énergie jamais mesurées pour des semi-conducteurs à pérovskite. L’amélioration du rendement quantique de la photoluminescence indique en outre une conversion plus efficace de la lumière solaire en électricité.
L’augmentation du rendement des cellules solaires en pérovskite pourrait conduire à des modules solaires plus efficaces et moins chers, réduisant ainsi la dépendance aux combustibles fossiles. Les pérovskites pourraient en outre être utilisées pour les LED, les capteurs et d’autres applications optoélectroniques. Les résultats de l’EPFL pourraient donc également accélérer la commercialisation de ces technologies.