06/09/2017 - Nouvelles méthodes de mesure du potentiel des panneaux photovoltaïques

Menéame

Malgré son importance pour déterminer le potentiel d'un dispositif photovoltaïque, les méthodes actuelles de mesure du transfert d'électrons entre interfaces ne sont toujours pas précises. Dans cette ligne, une équipe de scientifiques de la École polytechnique fédérale de Lausanne (EPFL, Suisse) a mis au point une nouvelle méthode, qui utilise des impulsions à émission continue dans l'ultraviolet profond, et permet de mesurer plus précisément le transfert d'électrons dans des panneaux photovoltaïques.

Les résultats de cette étude ont été publiés dans Journal of the American Chemical Society, l'article qu ' il a intitulé < < > >Interfaceal Electron Injection Probed by a Substrate-Specific Excitonic Signature< < > > décrit comment l'équipement a mis au point une méthode de substrat spécifique pour détecter le transfert d'électrons.

Mesure du potentiel

Les systèmes photovoltaïques les mieux étudiés sont les cellules solaires multicentriques, composées d'un sensibilisateur moléculaire ou à l'état solide qui obtient de la lumière et injecte un électron dans un substrat qui favorise leur migration. Toutefois, les méthodes actuelles basées sur les fréquences lumineuses des visibles aux térahertz (d'onde entre 400 et 30 000 nm) peuvent rendre des résultats peu précis. Cette méthode est sensible aux porteurs qui restent libres dans la bande de conduite du sous-sol. Elles ne sont donc pas spécifiques au type de substrat et ne peuvent pas être utilisées dans la nouvelle génération de cellules photovoltaïques à l'état solide.

L'équipe de l'EPFL s'est efforcée de surmonter les limites des méthodes actuelles de mesure du transfert d'électrons par l'intermédiaire de deux types de systèmes de conversion solaire sensibilisés au colorant, l'un basé sur le dioxyde de titane et l'autre sur les nanoparticules d'oxyde de zinc, qui appartiennent à la catégorie des substrats d'oxydes de métaux de transition. Les scientifiques de l'EPFL ont mis au point une méthode de substrat spécifique pour détecter le transfert d'électrons par des impulsions à émission continue dans les ultraviolets profonds.

Comme ils l'expliquent dans leur article: < < Nous> > . À ce qu'ils ajoutent: le signal lors de l'injection d'électrons à partir du colorant N719 dans le TiO2 est dominé par le suivi de la corombe à longue portée des états finaux des transitions excitoniques, tandis que dans le cas du ZnO sensibilisé est dominé par le remplissage d'espace entre les phases de l'aspirateur.

Les oxydes de métaux de transition (TiO2, ZnO, NiO) sont isolants à large bande qui, depuis deux décennies, se distinguent par leur utilité dans les applications photocatalytiques de conversion d'énergie solaire. Malgré l'intérêt considérable que suscitent ces matériaux, la nature même des excitations électroniques élémentaires (excitations de Frenkel, Wannier ou de transfert de fret) n'est pas encore connue avec précision. Une subvention avancée de l'Union européenne a contribué à la recherche menée dans le cadre du projet DYNAMox (Charge carrier dynamics in metal oxydes), conçu pour développer de nouveaux outils expérimentaux qui nous fournissent jusqu'à présent des informations inaccessibles sur les dynamiques du porteur de charge dans les oxydes de métaux de transition. La recherche, menée à Lausanne, aidera à identifier plus clairement les transitions excitantes.

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