Les cellules solaires autocicatrisantes ouvrent la voie à un avenir solaire fiable

Si la chaleur et l’humidité sont les ennemis des cellules solaires efficaces et bon marché en pérovskite, ces lacunes sont maintenant chose du passé grâce à un nouveau matériau.

Par l’équipe d’Anthropocene Magazine (Opens in a new window)

De nos jours, les cellules à base de silicium dominent le marché de l’énergie solaire. Or, un nouveau type de technologie solaire reposant sur un matériau appelé perovskite (Opens in a new window) promet des panneaux solaires plus efficaces, moins chers, plus faciles à fabriquer (Opens in a new window), légers et peut-être même souples.

Les panneaux photovoltaïques en pérovskite comportent toutefois une faille : ils se dégradent sous l’effet de l’humidité et de la chaleur. Cette faille empêche la technologie d’être adoptée à grande échelle.

Une équipe de recherche de l’Université de Monash a mis au point des cellules solaires à base de pérovskite capables de s’autocicatriser pour maintenir leur performance. Cette capacité pourrait se traduire par une nouvelle génération de panneaux solaires en pérovskite offrant une fiabilité considérablement accrue. L’équipe a présenté sa nouvelle stratégie dans un article publié récemment dans la revue Nature (Opens in a new window).

Depuis quelques années, les installations d’énergie solaire se multiplient dans le monde entier avec la diminution du coût des panneaux solaires. Bien que les panneaux de silicium demeurent la meilleure technologie disponible aujourd’hui, les cellules solaires en pérovskite ont une longueur d’avance en termes d’efficacité. De plus, la pérovskite est un matériau abondant qui se prête bien à la production à grande échelle et qui est relativement facile à recycler.

Cependant, la chaleur et l’eau peuvent créer de minuscules défauts dans la couche de pérovskite qui absorbe la lumière du soleil et la convertit en électricité. L’équipe de recherche s’est donc tournée vers une technique appelée passivation des défauts, soit l’utilisation de produits chimiques spéciaux qui réagissent ou s’attachent à ces défauts et les réduisent.

Les scientifiques de l’Université de Monash ont mis au point un agent de cicatrisation spécial dont les liaisons chimiques se brisent et se rétablissent sous l’effet de la chaleur et de l’humidité. L’équipe de recherche a intégré ce matériau dans la couche de pérovskite de sorte que, lorsqu’elle est exposée aux facteurs de stress environnementaux qui lui sont généralement préjudiciables, elle puisse se rétablir et conserver sa performance.

Les cellules solaires ainsi produites avaient un rendement de conversion de puissance de plus de 25 % et sont restées stables pendant 1 000 heures d’essais de vieillissement accéléré à 85 °C et d’illumination solaire simulée.

« Cette avancée pourrait ouvrir la voie à des cellules solaires à base de pérovskite plus fiables et plus efficaces, contribuant ainsi à la transition mondiale vers des solutions énergétiques durables », a déclaré l’auteur principal Udo Bach, professeur de génie chimique et biologique à l’Université de Monash, dans un communiqué de presse (Opens in a new window).

Source : Wei-Ting Wang et coll. « Water- and heat-activated dynamic passivation for perovskite photovoltaics », Nature, 2024.

Article original en anglais : https://www.anthropocenemagazine.org/2024/07/self-healing-solar-cells-pave-the-way-to-reliable-solar-future/ (Opens in a new window)

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Anthropocène est la version française d’Anthropocene Magazine (Opens in a new window). La traduction française des articles est réalisée par le Service de traduction de l’Université Concordia (Opens in a new window), la Durabilité à l’Ère Numérique (Opens in a new window) et le pôle canadien de Future Earth (Opens in a new window).