La pérovskite est l'une des les nouveaux matériaux les plus prometteurs pour la technologie des cellules solaires . Désormais, les ingénieurs du Université de Rochester ont développé une nouvelle façon de plus que tripler l'efficacité du matériau en ajoutant une couche d'argent réfléchissant en dessous.
Jusqu'à présent, le silicium était le matériau de référence pour fabriquer des cellules de panneaux solaires, principalement en raison de son abondance et de son efficacité à convertir la lumière en courant électrique. Mais ces derniers temps, perovskite a remis en question la prédominance du silicium, car il est beaucoup moins cher et a déjà rattrapé le silicium en termes d'efficacité.
Augmenter l'efficacité de la pérovskite
Cette parité d'efficacité entre la pérovskite et le silicium est amenée à changer grâce aux travaux de recherche des ingénieurs de l'Université de Rochester. Leur nouvelle étude a augmenté l'efficacité de la pérovskite de trois fois et demie , sans même changer le matériau lui-même. Au lieu de cela, l'équipe de recherche a découvert que l'ajout d'une couche d'un matériau différent en dessous modifiait les interactions des électrons dans la pérovskite, réduisant ainsi un processus d'épuisement de l'énergie.
Les pérovskites et autres matériaux photovoltaïques génèrent de l'électricité en permettant à la lumière du soleil d'exciter les électrons du matériau, les faisant sortir de leurs atomes, prêts à être guidés et à générer un courant électrique. Mais parfois, les électrons retombent dans les «trous» qu'ils ont laissés derrière eux, réduisant le courant global et, par conséquent, l'efficacité du matériau. C'est ce qu'on appelle brassage d'électrons .
Panneaux solaires avec de l'argent
Des chercheurs de l'Université de Rochester ont découvert qu'ils pouvaient réduire considérablement la recombinaison électronique dans la pérovskite en la plaçant sur un substrat composé d'argent seul ou de couches alternées d'argent et d'oxyde d'aluminium .
L'équipe affirme que cela crée une sorte de miroir qui produit des images inversées des paires électron-trou, réduisant ainsi la probabilité que les électrons se recombinent avec les trous. Lors de tests, les ingénieurs ont montré que l'ajout de ces couches augmentation de l'efficacité de conversion de la lumière de 3.5 fois .
"Un morceau de métal peut faire autant de travail qu'une ingénierie chimique complexe dans un laboratoire", a déclaré Chunlei Guo, auteur principal de l'étude. " À mesure que de nouvelles pérovskites émergent, nous pouvons utiliser notre méthode basée sur la physique pour améliorer encore leurs performances. "
"Personne d'autre n'est arrivé à cette observation dans les pérovskites. Du coup, on peut mettre une plateforme métallique sous une pérovskite, changeant complètement l'interaction des électrons à l'intérieur de la pérovskite. Par conséquent, nous utilisons une méthode physique pour concevoir cette interaction », conclut Guo.