La production d’énergie photovoltaïque est une nouvelle force dans la transformation verte mondiale. L'équipe de recherche scientifique de l'Institut de technologie de Pékin et d'autres unités nationales ont coopéré et ont surmonté avec succès les difficultés techniques liées à la préparation de cellules solaires tandem pérovskite/silicium cristallin, et ont développé une cellule solaire tandem pérovskite/silicium cristallin avec un rendement de conversion photoélectrique de 32,5 % et une stabilité de fonctionnement à long terme. Les résultats correspondants ont été publiés le 2 dans la revue académique internationale "Science".
À l'heure actuelle, les cellules solaires les plus courantes en production et dans la vie sont des cellules en silicium cristallin, dont l'efficacité de conversion photoélectrique est d'environ 26 %. La cellule empilée pérovskite/silicium cristallin est un nouveau type de cellule solaire composée d’une combinaison de silicium cristallin et de pérovskite pour absorber la lumière. Comparé aux cellules de silicium cristallin traditionnelles, il présente les caractéristiques d'un faible coût de production d'énergie et d'une efficacité de conversion photoélectrique élevée. Pendant longtemps, des problèmes tels que des films de pérovskite inégaux et une mauvaise qualité des cristaux se sont souvent produits lors du processus de préparation de ce nouveau type de batterie, entraînant des défauts dans le produit fini et affectant le taux de conversion photoélectrique et la durée de vie.
La photo montre le prototype de cellule solaire empilée de pérovskite et de silicium cristallin développé par l'équipe de recherche de l'Institut de technologie de Pékin et d'autres. (Photo fournie par la personne interrogée)
"Pour préparer ce type de batterie tandem, une couche de liquide précurseur de pérovskite est d'abord déposée sur la cellule de silicium cristallin. Lorsque le liquide précurseur sèche, il forme progressivement des noyaux cristallins et cristallise, et finalement " se développe " en un film de pérovskite à large bande interdite. Cependant, en raison des divers composants du matériau pérovskite et de l'état de phase complexe des germes cristallins, le film " cultivé " est inégal. Chen Qi, professeur à l'Institut. de Frontier Interddisciplinaire Science au BIT, a déclaré que l'équipe a proposé de manière innovante une stratégie de contrôle de la cristallisation des pérovskites à large bande interdite, en ajoutant des alkylamines à longue chaîne à la solution précurseur pour accélérer la « croissance » de noyaux cristallins de haute qualité et inhiber la « croissance » de noyaux cristallins de faible qualité, préparant ainsi un film de pérovskite à large bande interdite uniforme et de haute qualité.
Chen Yihua, professeur adjoint à l'École de science et d'ingénierie des matériaux du BIT, a déclaré que sur la base de cette idée innovante, l'équipe a préparé respectivement des cellules empilées de pérovskite/silicium cristallin de 1 centimètre carré et de 25 centimètres carrés, avec des efficacités de conversion photoélectrique correspondantes de 32,5 % et 29,4 %, toutes deux meilleures que les cellules solaires en silicium cristallin traditionnelles. De plus, après des tests de suivi de la puissance maximale, l’échantillon a démontré une stabilité opérationnelle à long terme.
Chen Qi a déclaré que cette réalisation pose une base technique clé pour le développement de cellules solaires empilées en pérovskite/silicium cristallin et devrait promouvoir leur application industrielle, améliorer l'efficacité de la production d'énergie photovoltaïque et contribuer à la transformation de l'énergie verte et à faible émission de carbone. (Journaliste Zhao Xu)