+250% d’efficacité avec les miroirs métalliques

Photovoltaïque en pérovskite, l’astuce « miroir » qui trompe la recombinaison

(Rinnovabili.it) – Nouveaux substrats métalliques au lieu du verre classique pour augmenter laefficacité de la photovoltaïque pérovskite près de trois fois. C’est l’objectif atteint par une étude menée par Chunlei Guo Professeur de optique à l’Université de Rochester. Guo et ses collègues ont choisi une approche physique pour améliorer la conversion de la lumière en électricité en tirant parti du savoir-faire acquis dans le domaine des métaux complexes.

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En détail, l’étude a trouvé un moyen de diminuer considérablement la recombinaison entre les électrons et les trous à l’intérieur de la cellule sans utiliser de traitements chimiques. La recombinaison est un phénomène « naturel ». Tous les matériaux photovoltaïques – y compris les pérovskites – génèrent de l’électricité en permettant à la lumière du soleil d’exciter leurs électrons et de les libérer de leurs atomes pour générer un courant électrique. Mais parfois les électrons retombent dans les « vides » qu’ils ont laissés (recombinaison), réduisant le courant global et donc l’efficacité du matériau.

L’équipe de Guo a démontré qu’une telle recombinaison pouvait être sensiblement empêchée en combinant un film de pérovskite avec un couche métallique ou un substrat de métamatériau constitué d’une alternance de couches d’argent, un métal noble, et d’oxyde d’aluminium, un diélectrique. Les scientifiques affirment qu’en faisant cela, vous créez une sorte de miroir qui produit des images inversées des paires électron-trou, réduisant la probabilité que les électrons se recombinent jusqu’à 50 %.

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« Personne d’autre n’est venu à cette observation dans les pérovskites », a déclaré Guo. « Tout d’un coup, nous pouvons mettre une plate-forme métallique sous le matériau, modifiant complètement l’interaction des électrons à l’intérieur. » Il a été démontré que les travaux augmentaient de 250 % l’efficacité de conversion de la lumière dans le photovoltaïque à pérovskite. Les résultats sont rapportés dans Photonique de la nature (Texte en anglais).