Une étude récente de Rice University, publiée en première page de la revue Science, révèle une avancée significative dans le domaine des cellules solaires perovskite.
Cette découverte pourrait propulser la technologie solaire vers de nouveaux sommets de performance et de stabilité, rendant l’énergie solaire encore plus accessible et efficace.
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La Percée dans le Processus de Synthèse
Le cœur de cette avancée réside dans un nouveau processus de synthèse pour le formamidinium lead iodide (FAPbI3), un cristal utilisé pour créer des cellules solaires perovskite de très haute efficacité. Les chercheurs ont réussi à stabiliser et améliorer la qualité des films photovoltaïques FAPbI3, aboutissant à des cellules solaires dont l’efficacité ne diminue que de moins de 3% après plus de 1 000 heures de fonctionnement à une température de 85 degrés Celsius.
L’Innovation des Cristaux 2D
L’innovation majeure de cette étude réside dans l’utilisation de cristaux perovskites bidimensionnels (2D) lors de la synthèse. Ces cristaux 2D, agissant comme des modèles, guident la croissance des perovskites tridimensionnelles/3D, leur conférant une compression et une stabilité accrues. Cela a pour effet de réduire la désorganisation interne et d’améliorer la réponse des cellules à l’illumination, ce qui se traduit par une efficacité supérieure.
Stabilité et Durabilité Améliorées
Au-delà de l’efficacité, la durabilité des cellules solaires a également été grandement améliorée grâce à ces templates de cristaux 2D. Les cellules sans ajout de cristaux 2D dégradaient rapidement en seulement deux jours lorsqu’exposées à l’air et au soleil, tandis que celles incorporant des templates 2D ne commençaient pas à se dégrader même après 20 jours. Une couche d’encapsulation ajoutée aux cellules avec templates 2D a encore prolongé leur stabilité, les rapprochant des standards commerciaux.
Impact Transformateur sur les Technologies Photovoltaïques
Cette découverte pourrait révolutionner la fabrication des panneaux solaires, rendant possible la construction de panneaux plus légers, plus flexibles et moins coûteux que les options basées sur le silicium. Les perovskites, solubles dans les solutions, permettent un processus de fabrication simplifié et à basse température, ouvrant la voie à des panneaux solaires pouvant être produits sur des substrats plastiques ou même flexibles.
Vers une Énergie Solaire Plus Abordable et Accessible
Le potentiel pour réduire les coûts de fabrication et améliorer l’accessibilité des technologies solaires est immense. Isaac Metcalf de Rice University souligne l’importance de cette avancée, non seulement pour réduire les coûts de production mais aussi pour faciliter une transition plus rapide et plus large vers des systèmes énergétiques exempts d’émissions.
L’Avenir de l’Énergie Solaire et Ses Défis
L’objectif est clair : intégrer ces avancées dans les infrastructures énergétiques mondiales pour atteindre les objectifs de réduction des émissions de gaz à effet de serre d’ici 2030 et prévenir une augmentation des températures mondiales de 1,5 degrés Celsius. L’énergie solaire joue un rôle crucial dans ce scénario, étant une des alternatives les plus prometteuses aux combustibles fossiles.
Cet article explore une innovation majeure de Rice University qui a permis d’améliorer la performance et la stabilité des cellules solaires perovskite, les rendant presque prêtes pour le marché. Grâce à un nouveau processus de synthèse et l’utilisation de cristaux 2D comme templates, ces cellules promettent de transformer le paysage de l’énergie solaire en réduisant les coûts et en améliorant l’efficacité. Cette avancée positionne la technologie solaire comme une candidate idéale pour remplacer les méthodes de production d’énergie plus polluantes et ressource-intensives.
Source : Science
