12/07/2021 - L'introduction de composés organiques permet d'accroître l'efficacité des cellules solaires fabriquées à partir de perovskitas

Menéame

Un groupe de recherche du Institut de technologie chimique (ITQ), centre d'excellence Severo Ochoa de la Universitat Politècnica deValència (UPV) et le Conseil supérieur de la recherche scientifique (CSIC), a développé une nouvelle méthode qui permet d'obtenir des perovskitas plus stables et d'améliorer leur efficacité.

Les perovskitas sont une famille de matériaux dont l'application dans la fabrication de cellules solaires a révolutionné la technologie photovoltaïques. Cette nouvelle méthode réussit introduire un composé organique qui favorise l'utilisation du rayonnement solaire. En outre, il peut être utilisé pour introduire d'autres composés qui pourraient améliorer leurs propriétés et augmenter le nombre d'applications de ces matériaux.

Les perovskites prennent son nom du minéralogiste russe Lev Perovski. Ils se trouvent dans la nature et peuvent également être obtenus en laboratoire. Ces matériaux ont révolutionné la fabrication de cellules solaires car, en très peu de temps, ils ont atteint une efficacité qui rivalise avec la technologie actuelle, basée sur le silicium. Les perovskites halogénées contiennent un halogène comme brome ou iode dans leur structure, le processus de production est relativement simple, le matériau est bon marché et disponible en grandes quantités. En outre, les cellules solaires peuvent être faites sur des substrats flexibles.

"Cependant, ces matériaux présentent quelques limitations, bien que la principale solution serait la stabilité," assure Pedro Atienzar, scientifique titulaire du CSIC dans l'ITQ. "Nous avons mis au point une méthodologie qui permettrait de sélectionner les perovskites les plus stables tout en améliorant leur efficacité," assure-t-il. Pour cela, ils ont introduit avec succès un composé organique, appelé subthalocianine, dans la structure de la perovskita. Ce composé agit en favorisant l'utilisation de la lumière visible du rayonnement solaire, en améliorant l'efficacité de la perovskita.

Équipe d'enquête de l'ITQ. Source: ITQ (CSIC-UPV).

Le groupe multidisciplinaire de recherche de l'ITQ, constitué par Pedro Atienzar, Sonia Remiro, Hermenegildo Garcia et Rocío García, a obtenu une pervskita multidimensionnelle (2D-3D) qui permet l'incorporation de la molécule hôte de subthalocianine dans les feuilles de la structure cristalline, en lui conférant de nouvelles propriétés. En conséquence, la photoréponse des cellules solaires est augmentée, c'est-à-dire que la lumière du soleil est utilisée plus efficacement. En fait, le nanomatériel développé a été mis en œuvre avec succès sur les dispositifs photovoltaïques, augmentant l'absorption de la lumière solaire vers la région visible du spectre.

Nouvelle route à explorer avec plusieurs applications

" En tant que nouvelle proposition, une nouvelle route est ouverte à explorer qui offre des possibilités illimitées d'améliorer l'efficacité des cellules solaires fabriquées à partir de perovskitas. Cela nous pousse à poursuivre nos recherches, en mettant particulièrement l'accent sur l'effet que les différents groupes fonctionnels de la molécule organique hôte exercent sur l'absorption de la lumière et sur la photoréponse," déclare Sonia Remiro Buenamañana, chercheur de l'ITQ.

Ref

Rocío García-Aboal, Hermenegildo García, Sonia Remiro-Buenamañana and Pedro Atienzar, Expanding the photoresponse of multidimensional hybrid lead bromide perovskites into the visible region by incorporation of subphthalocyanine, Dalton Trans., 2021,50, 6100-6108. DOI: https://doi.org/10.1039/D0DT04132G

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