À l’origine d’un nouveau record de rendement sur la technologie des cellules solaires tandem pérovskite-sur-silicium, le CEA et 3Sun ont réalisé une intéressante première campagne sur leur vieillissement en extérieur.
Avec des rendements à plus de 30 %, les cellules tandem pérovskites sur silicium (Si/PK) sont la technologie de prochaine génération pour le photovoltaïque. Mais en dépit de leur performance, leur durée de vie et stabilité restent encore des défis majeurs à relever avant une possible commercialisation.
C’est pourquoi, dans le cadre de leur collaboration, 3SUN et le CEA ont réalisé une première campagne de vieillissement en extérieur de cellules Si/PK. Avec pour objectif, à travers l’étude d’une variété d’architectures de sous-cellules de pérovskite, de définir des pistes pour les développements futurs de l’architecture des dispositifs et d’identifier les couches particulièrement prometteuses.
Des enseignements précieux
Rares sont, à ce jour, les études ayant fait état de la stabilité en conditions extérieures de la technologie tandem. Sur le plan méthodologique, la manière pertinente de vérifier la stabilité des cellules solaires est de vérifier comment elles se comportent, au fil du temps, à l’extérieur. En conditions réelles, les cellules subissent, en effet, une combinaison unique de stress due aux cycles jour/nuit, aux variations spectrales, aux variations de température et à des niveaux élevés d’humidité.
Ayant permis de vérifier certains choix de développement, cette première campagne de vieillissement, réalisée sur le nouveau banc (MPPT) installé courant 2024 sur les toits de l’Institut national de l’énergie solaire (INES), a offert des enseignements précieux. Elle a ainsi démontré que les matériaux d’encapsulation choisis protégeaient les cellules tandem des conditions extérieures, que les couches sélectives jouaient un rôle important pour la stabilité et que la couche pérovskites de référence développée par 3Sun et le CEA présentait une bonne stabilité, en comparaison avec d’autres testées dans la même campagne. L’étude a aussi mis en évidence la corrélation entre la dégradation observée en extérieur et les tests de vieillissement accéléré (en intérieur) menés.
Plusieurs campagnes sont programmées dans les mois à venir chez 3Sun et au CEA. Elles permettront d’améliorer les procédés d’encapsulation, de valider certains choix d’architectures de cellules et d’aboutir à une meilleure connaissance des modes de dégradation.
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