D’après pv magazine International
Des scientifiques de l’Université d’aéronautique et d’astronautique de Nanjing en Chine ont simulé une cellule solaire basée sur un absorbeur utilisant un matériau pérovskite connu sous le nom de CsSnI3, qui est une pérovskite inorganique ayant une faible énergie de liaison des excitons, un coefficient d’absorption élevé et une bande interdite énergétique de 1,3 eV. Les résultats ont été décrits dans “Device Simulation of a Thin-Layer CsSnI3-Based Solar Cell with Enhanced 31.09% Efficiency” (Simulation d’une cellule solaire à base de CsSnI3 en couche mince avec un rendement amélioré de 31,09 %), récemment publié dans Energy Fuels.
« La cellule que nous avons conçue est adaptée à la production commerciale, mais cela nécessite un travail expérimental intensif », a déclaré le chercheur Azhar Ali Haidry à pv magazine. Les chercheurs ont utilisé le logiciel de capacité des cellules solaires SCAPS-1D, un outil de simulation pour les cellules solaires à couche mince développé par l’université de Gand en Belgique, pour simuler plusieurs modèles de cellules avec différentes couches de transport d’électrons (ETL) et couches de transport de trous (HTL).
Grâce à une série de simulations, l’équipe chinoise a constaté que la meilleure configuration de cellule possible était fournie par un dispositif basé sur un substrat en oxyde d’étain dopé au fluor (FTO), une ETL en oxyde de titane (TiO2), l’absorbeur CsSnI3, une HTL à base d’oxyde de nickel(II) (NiOx), et des électrodes dorsales.
« L’épaisseur de la pérovskite CsSnI3 de 1250 nm s’est avérée optimale pour obtenir les meilleures performances avec une épaisseur d’environ 50 nm pour chaque ETL et HTL, ont précisé les universitaires. La couche absorbante d’une épaisseur d’environ 1200-1300 nm, le TiO2 et le NiO d’une épaisseur de 50 nm sont considérés comme favorables à l’obtention d’un rendement photovoltaïque élevé ».
Le dispositif le plus performant construit avec cette architecture a atteint un rendement de 31,09 %, une tension en circuit ouvert de 1,084 V, un courant de court-circuit de 31,17 mA/cm2 et un facteur de remplissage de 88,68 %. Les chercheurs ont indiqué que les performances dépendaient principalement de l’épaisseur de l’absorbeur, de la bande interdite énergétique du matériau pérovskite, de la densité du niveau de l’accepteur et des niveaux d’énergie du piège central de la cellule. « Ces résultats serviront de lignes directrices pour la fabrication en laboratoire d’un dispositif photovoltaïque à base de CsSnI3 », ont assuré les scientifiques.
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