Le fluorure stabilise les cellules solaires à pérovskites

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Un groupe de chercheurs de l’Université de technologie d’Eindhoven, du Differ Energy Research Institute, de l’Université de Twente, tous trois aux Pays-Bas, et de l’Université de Beijing en Chine ont utilisé du fluorure pour réduire l’instabilité et la dégradation des cellules solaires à pérovskites.

Dans un article publié dans Nature Energy, les scientifiques affirment avoir mis au point une cellule solaire à base de pérovskites avec un rendement de conversion d’énergie de 21,46% qui maintient 90% de son efficacité après 1000 heures d’utilisation dans des conditions extrêmes de lumière et de chaleur.

Selon les chercheurs, cette longévité a été obtenue en ajoutant du fluorure de sodium à la couche de pérovskite au cours son processus de fabrication. « En utilisant les calculs de la théorie de la densité fonctionnelle, nous affirmons que les ions de fluorure suppriment la formation d’anions d’halogénures et le manque de cations organiques en renforçant les liaisons chimiques avec le plomb et les cations organiques environnants, » expliquent-ils dans l’étude.

Les scientifiques ont expliqué que le fluorure agit sur la cellule à pérovskites de la même manière que le dentifrice agit sur les dents : les ions de fluorure forment une couche protectrice autour du cristal, empêchant ainsi la propagation de défauts nuisibles.

Encore loin de la commercialisation

La petite taille et la haute électronégativité des ions de fluorure ont été identifiées comme les principales causes de leur aptitude à stabiliser les cellules de pérovskites, par rapport à d’autres halogènes.

L’équipe de chercheurs a également déclaré qu’il pourrait falloir cinq à dix ans pour atteindre une production commerciale de cellules à base de pérovskites. « Nous ne savons toujours pas pourquoi certains matériaux sont plus efficaces que d’autres pour augmenter la stabilité à long terme de ces cellules », a déclaré Shuxia Tao, coordinatrice du projet à l’Université de technologie d’Eindhoven.

L’Université de Californie à San Diego, l’Université de Californie à Los Angeles (UCLA), tous deux aux États-Unis, le fabricant de cellules solaires chinois Solargiga, l’Université de Groningue aux Pays-Bas et une autre équipe de l’Université de Beijing ont récemment mené des recherches similaires. Malgré la prolifération de projets de recherche prometteurs, la stabilité, la durabilité et le coût des cellules solaires à pérovskites restent problématiques pour la faisabilité technique de leur commercialisation.