Des cellules solaires révolutionnaires utilisent l'éclairage intérieur

Une équipe internationale dirigée par l'University College London (UCL) a développé une cellule solaire à pérovskite plus durable, capable de capter efficacement l'énergie de la lumière intérieure. Cette technologie promet de permettre aux appareils basse consommation tels que les claviers, les télécommandes, les alarmes, les capteurs, etc., de fonctionner sans piles.

Contrairement aux cellules solaires traditionnelles en silicium, la composition de la pérovskite peut être ajustée pour mieux absorber certaines longueurs d'onde de la lumière intérieure. Cependant, ce matériau présente souvent des défauts cristallins (appelés « pièges ») qui piègent les électrons, perturbant ainsi le flux de courant et favorisant la dégradation.

Dans l'étude publiée dans Advanced Functional Materials , l'équipe a combiné trois produits chimiques pour réduire ce défaut, dont le RbCl (chlorure de rubidium) qui aide les cristaux de pérovskite à croître uniformément et réduit le stress, ainsi que deux autres produits chimiques qui stabilisent les ions iodure et bromure, les empêchant de se séparer et de dégrader les performances.

« La cellule solaire présente de nombreux défauts, comme un gâteau coupé en morceaux. Les trois « ingrédients » que nous avons ajoutés ont solidifié le gâteau, permettant au courant de circuler plus facilement. L'effet combiné est plus puissant que celui de chacun des composants pris séparément », explique l'auteur principal, Siming Huang, doctorant à l'UCL.

La cellule a ainsi atteint un rendement de conversion de 37,6 % de la lumière intérieure à une intensité de 1 000 lux (équivalent à la luminosité d'un bureau), établissant un record mondial pour une cellule pérovskite optimisée pour l'éclairage intérieur avec une bande interdite de 1,75 eV. Sa durée de vie prévue est supérieure à 5 ans, soit bien plus que les semaines ou les mois des modèles précédents.

Les tests ont montré qu'après plus de 100 jours, la nouvelle batterie conservait 92 % de ses performances initiales, contre 76 % pour l'échantillon témoin. Dans des conditions extrêmes (300 heures de forte luminosité continue à 55 °C), la nouvelle batterie conservait 76 % de ses performances, contre seulement 47 % pour l'échantillon témoin.

Le professeur associé Mojtaba Abdi Jalebi (UCL) a déclaré : « Des milliards de petits appareils énergivores dépendent actuellement du remplacement des batteries, une pratique non durable. Nos cellules solaires à pérovskite pourraient capter plus d'énergie, durer plus longtemps et coûter moins cher, car elles sont fabriquées à partir de matériaux courants, sont simples à fabriquer et peuvent même être imprimées comme un journal. »