Des cellules solaires en pérovskite qui s’auto-réparent

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Des cellules solaires en pérovskite qui s’auto-réparent

Mercredi, 22/06/2016 - 05:20 1 commentaire

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Des cellules solaires en pérovskite qui s’auto-réparent

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Les performances des pérovskites diminuent lorsque celles-ci sont exposées au soleil ? une propriété peu enviable pour des matériaux que les chercheurs espèrent voir un jour se substituer au silicium au cœur des panneaux photovoltaïques ! Mais, selon une collaboration franco-américaine, incluant deux chercheurs du CNRS - Claudine Katan - et de l’INSA - Jacky Even - de Rennes, le problème pourrait se résoudre de lui-même. Leurs travaux révèlent en effet que les pérovskites s’auto-réparent et qui plus est, très rapidement. Pour obtenir cet effet, il suffit… de plonger les cellules dans le noir.

Les pérovskites, à l’image des nanotubes de carbone ou du graphène, sont de ces matériaux - à structure cristalline dont le rendement de conversion photoélectrique dépasse à présent les 22 %, ce qui permet à ce matériau de concurrencer le silicium qui reste l’acteur principal du marché photovoltaïque et dont le rendement moyen se situe autour des 25 %.

L’intérêt pour les pérovskites est d’autant plus grand qu’elles sont faciles à fabriquer et à mettre en œuvre. Ainsi, le silicium demande à être porté à quelque 3.000°C. Les pérovskites, en revanche, peuvent être mises en forme à température ambiante et à l’aide du procédé relativement simple dit d’enduction centrifuge (spin coating). De quoi réduire drastiquement les coûts de production des cellules photovoltaïques.

Néanmoins, pour qu’une filière pérovskite puisse se développer au niveau industriel, il faudra faire sauter quelques verrous. Et pas des moindres. Car il a été observé que les performances des cellules pérovskites se dégradent sous illumination, c’est-à-dire en condition réelle d’utilisation. Pour lever cet obstacle, les équipes américaines de Los Alamos ont d’abord travaillé à la mise au point d’une technique permettant d’obtenir des matériaux d’une qualité intrinsèque telle qu’elle évacue les dégradations irréversibles qui avaient pu être observées par le passé.

Dans leur étude, les chercheurs se sont intéressés à une pérovskite dite hybride, car elle est constituée à la fois d’un réseau d’atomes inorganiques et de petites molécules organiques. Pour être plus précis, ils se sont intéressés à la pérovskite organométallique de formule chimique CH3NH3PbI3. Selon ces chercheurs, ce mécanisme d’autoréparation des pérovskites serait dû à la formation de polarons qui sont des charges électriques particulières qui dégradent le courant électrique.

Article rédigé par Georges Simmonds pour RT Flash

Nature

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