Les chercheurs de deux études distinctes ont développé des méthodes pour fabriquer des cellules solaires tandem pérovskite-silicium avec des rendements de conversion de puissance supérieurs à 30 %, repoussant les limites traditionnelles du photovoltaïque à base de silicium. Une étude a atteint l’efficacité en optimisant le dépôt de pérovskite sur une base de silicium à l’aide d’additifs d’acide phosphonique, tandis que l’autre a utilisé un liquide ionique pour améliorer l’extraction de charge, ce qui a abouti à des efficacités de 31,2 % et 32,5 % respectivement.
Dans deux études distinctes, les scientifiques présentent de nouvelles méthodes permettant la fabrication de cellules solaires tandem pérovskite-silicium hautes performances avec des rendements de conversion d’énergie supérieurs à 30 %. Les cellules solaires au silicium, qui représentent la technologie photovoltaïque (PV) la plus répandue, se rapprochent rapidement de leur efficacité de conversion de puissance (PCE) maximale théorique de 29 %.
Une façon d’augmenter l’efficacité d’une cellule solaire consiste à optimiser le spectre de la lumière solaire pour la conversion en énergie. Cela peut être réalisé en empilant deux ou plusieurs matériaux photoactifs interconnectés dans un seul dispositif, améliorant ainsi la récupération de l’énergie solaire. La combinaison de cellules solaires à pérovskite et au silicium dans un dispositif tandem pourrait constituer une voie prometteuse vers des panneaux photovoltaïques hautes performances.
Ici, dans deux études distinctes, les chercheurs présentent différentes stratégies pour développer des cellules solaires tandem pérovskite-silicium avec un PCE supérieur à 30 %.
« Dépasser ce seuil donne l’assurance que des photovoltaïques performants et peu coûteux peuvent être mis sur le marché », écrivent Stefaan De Wolf et Erkan Aydin dans une perspective connexe.
Dans une étude, Xin Yu Chin et ses collègues montrent que le dépôt uniforme de la cellule supérieure en pérovskite sur une cellule inférieure en silicium comportant des pyramides micrométriques – la configuration standard de l’industrie – peut faciliter des photocourants élevés dans les cellules solaires en tandem.
Chin et coll. démontrer que l’utilisation de phosphoniques acide Les additifs pendant la séquence de traitement des cellules ont non seulement amélioré le processus de cristallisation de la pérovskite, mais ont également contribué à atténuer les pertes de recombinaison. Dans une preuve de concept, les auteurs ont fabriqué un dispositif avec une surface active de 1,17 centimètres carrés qui a atteint un PCE certifié de 31,2 %.
En adoptant une approche différente, Silvia Mariotti et ses collègues montrent que l’utilisation d’un liquide ionique – l’iodure de pipérazinium – améliore l’alignement des bandes et l’extraction de charges à l’interface d’une pérovskite trihalogénure et de la couche de transport d’électrons en créant un dipôle positif. En utilisant cette modification, Mariotti et al. a développé une cellule solaire tandem pérovskite-silicium qui a démontré une tension en circuit ouvert impressionnante allant jusqu’à 2,0 volts et un PCE certifié allant jusqu’à 32,5 %.
