D’après pv magazine international.
En Inde, des chercheurs ont proposé une structure de cellule inédite sans couche de transport d’électrons (ETL) bifaciale pour des dispositifs flexibles. Ils ont optimisé cette cellule à l’aide du logiciel de simulation SCAPS-1D afin de sélectionner la combinaison la plus efficace d’électrode transparente avant (FTE), de couche de transport de trous (HTL) et d’électrode arrière transparente (RTE). La nouvelle structure atteint un rendement de conversion d’énergie de plus de 27 %.
« Les cellules solaires en pérovskite sans couche de transport d’électrons sont les plus prometteuses. Ces dispositifs conviennent au développement d’une technologie flexible grâce à la faible température de traitement, la configuration basique et l’élimination d’itinéraires de préparation complexes, ce qui réduit la consommation d’énergie et le temps nécessaire, déclarent les chercheurs. Ces cellules sont faciles à traiter par une méthode roll-to-roll, pulvérisation du revêtement et impression jet d’encre et peuvent être encapsulées dans des couches flexibles à bas coûts. »
Les scientifiques ont commencé par une structure de référence comprenant une couche FTE de PFTO, une couche de défaut interfaciale (IDL)1, une couche en pérovskite (FA0.75MA0.25PbI2.5Br0.5), IDL2, une couche HTL de Spiro-OMeTAD, IDL3 et une couche RTE de Cu/Cu2O (PFTO/IDL1/FA0.75MA0.25PbI2.5Br0.5/IDL2/Spiro-OMeTAD/IDL3/Cu/Cu2O). Ils fixent l’épaisseur de la couche de pérovskite à 600 nm.
« Lors de la sélection d’une électrode transparente avant, nous avons observé que la valeur inférieure de décalage de bande de conduction aux expositions d’interfaces FTE/pérovskite améliorait la performance du dispositif du fait de la structure semblable au puits de potentiel, explique l’équipe. Le CuI et le CuSCN présentent un alignement de bande supérieur avec la couche absorbante de pérovskite par rapport aux autres HTL, ce qui améliore la performance du dispositif. L’affinité électronique de la RTE joue un rôle essentiel dans l’alignement de bande à l’interface RTE/HTL et donc dans la performance du dispositif. »
Après avoir abouti à la cellule optimale, le groupe s’est penché sur sa largeur de bande et son épaisseur.
« Le rendement de conversion d’énergie du dispositif a augmenté pour atteindre une largeur de bande optimisée de 1,4 eV, jusqu’à un rendement de conversion d’énergie de 24,65 % (illumination avant) et 25,48 % (illumination arrière). Au-delà de cette largeur de bande, le rendement de conversion d’énergie commence à diminuer », d’après les résultats. « Après l’optimisation de l’épaisseur de la couche absorbante (800 nm) avec une densité de défaut de 1,0 x 10^14 cm−3, le rendement de conversion d’énergie s’est amélioré, passant de 26,88 % à 27,35 %. »
Ils ont présenté leurs résultats dans l’étude « Performance optimization of ETL-free bifacial perovskite solar cells for flexible devices: A simulation study » récemment publiée dans Next Energy. L’équipe réunissait des chercheurs du National Institute of Technology d’Inde et de l’Indian Institute of Technology.
Traduction assurée par Anne Akpadji
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