Photovoltaïque pérovskite à triple jonction, efficacité record

Le premier photovoltaïque pérovskite à triple jonction à efficacité certifiée

(Rinnovabili.it) – Venu du Canada et plus précisément des laboratoires du département de génie électrique de l’Université de Toronto, un nouveau photovoltaïque pérovskite à triple jonction. Un appareil encore expérimental mais qui a déjà établi un record mondial : il est capable de convertir plus de 24 % de la lumière incidente en électricité. Le secret réside dans l’architecture de la cellule elle-même.

Photovoltaïque multijonction, comment ça marche?

La technologie multi-jonctions a été créée dans le but précis d’augmenter le rendement photovoltaïque. En fait, chaque unité est composée de plusieurs couches de semi-conducteurs qui peuvent avoir différentes bandes interdites et donc répondre à différentes longueurs d’onde, capturant et convertissant l’énergie qui serait autrement perdue. Dans la triple jonction, en particulier, trois sous-cellules répondent à trois bandes spectrales différentes. Pour le secteur solaire, ce type d’approche n’est pas nouveau, mais c’est plutôt le résultat atteint par l’Université de Toronto.

L’équipe a construit la cellule solaire à triple jonction entièrement pérovskite la plus efficace. Mais comment un seul matériau peut-il avoir trois bandes interdites différentes ? La réponse est simple. Ce qu’on appelle communément la pérovskite est en fait un grand groupe d’oxydes mixtes de deux métaux, dont la structure cristalline suit celle de la première pérovskite minérale découverte. La recherche dans le secteur a depuis longtemps découvert comment synthétiser les pérovskites utiles à différentes fins. Et il suffit de varier la composition des cristaux pour les régler afin qu’ils absorbent différentes longueurs d’onde de lumière. Ceci est impossible avec les semi-conducteurs classiques comme le silicium.

Cellules solaires en pérovskite, nouveau record du monde

Comme l’explique Tyler Irving sur le site Web de l’université, le groupe a travaillé avec nouvelles pérovskites inorganiques mixtes rubidium/césium qui montrent, entre autres, une meilleure stabilité à la lumière que les hybrides organiques-inorganiques. Le nouveau photovoltaïque à pérovskite à triple jonction a montré une efficacité de 24,3% avec une tension en circuit ouvert de 3,21 volts. Le National Renewable Energy Laboratory a certifié de manière indépendante un rendement quasi stationnaire de 23,3 %.

« Dans le passé, les cellules solaires à pérovskite à triple jonction avaient démontré une efficacité maximale d’environ 20 %. En d’autres termes, ce travail représente une grande amélioration.explique le chercheur Lewei Zengl’un des principaux co-auteurs de l’aarticle publié dans Nature (texte en anglais). « À notre connaissance, il s’agit également de la première efficacité certifiée pour ce type de cellule. De plus, les conceptions plus anciennes avaient tendance à perdre beaucoup de performances en quelques heures. En revanche, le nôtre a conservé 80 % de son efficacité initiale même après 420 heures de fonctionnement ».