Des chercheurs de l'Institut de Ningbo ont réalisé une percée avec la première cellule solaire tandem flexible pérovskite/silicium, atteignant un rendement de 22,8 % et une durabilité élevée, ouvrant la voie à des cellules solaires légères et hautes performances. (Concept de l'artiste.) Crédit : Issues.fr.com
Une nouvelle étude met en évidence le développement réussi de la première cellule solaire tandem flexible pérovskite/silicium avec un rendement record de 22,8 %, ce qui représente une avancée majeure dans la technologie des cellules solaires flexibles.
Bien que les cellules solaires tandem rigides à base de pérovskite et de silicium aient connu des progrès impressionnants, atteignant des rendements allant jusqu'à 33,9 %, le développement de versions flexibles de ces cellules a été limité. Le principal obstacle consiste à améliorer l’absorption de la lumière dans les cellules inférieures ultrafines en silicium sans compromettre leur flexibilité mécanique.
Dans leur étude pionnière, une équipe de recherche dirigée par le Dr Xinlong Wang, le Dr Jingming Zheng, le Dr Zhiqin Ying, le professeur Xi Yang et le professeur Jichun Ye de l'Institut de technologie et d'ingénierie des matériaux de Ningbo, Académie chinoise des sciences, a démontré avec succès la première cellule solaire tandem flexible pérovskite/silicium à base de silicium ultrafin, d'une épaisseur d'environ 30 µm. En réduisant l'épaisseur des plaquettes et en ajustant la taille des textures captant la lumière, ils ont considérablement amélioré la flexibilité du substrat de silicium sans compromettre l'utilisation de la lumière. De plus, en coiffant les cellules supérieures en pérovskite, ils ont amélioré la durabilité mécanique du dispositif, répondant ainsi aux problèmes liés aux fractures de la surface du silicium.

Evolution de diverses cellules solaires flexibles à simple jonction et tandem. Crédit : Science China Press
Performance et durabilité
La cellule solaire tandem flexible pérovskite/silicium qui en résulte a atteint une efficacité stabilisée certifiée de 22,8 %, établissant un rendement record pour les cellules solaires flexibles. De plus, avec un rapport puissance/poids exceptionnel de 3,12 W g−1, l'appareil promet des performances élevées dans un boîtier léger. Remarquablement, les tandems flexibles ont présenté une durabilité exceptionnelle en flexion, conservant 98,2 % de leurs performances initiales même après avoir subi 3 000 cycles de flexion dans un rayon de seulement 1 cm.
En conclusion, la percée réalisée par le professeur Jichun Ye et son équipe représente une avancée significative dans le développement de la technologie photovoltaïque flexible. Leurs recherches démontrent non seulement la faisabilité de cellules solaires tandem flexibles en pérovskite/silicium, mais ouvrent également de nouvelles voies pour l’application pratique de cellules solaires légères et à haut rendement dans divers domaines.
L'étude a été financée par la Fondation nationale des sciences naturelles de Chine, le National Key Research and Development de Chine et le Key Research and Development Program de Ningbo.