Projet terminé : Pérovskites pour l’énergie solaire
Ce projet avait pour objectif d’accroître l’efficacité et la stabilité des cellules solaires à base de pérovskites et de caractériser précisément les cellules au niveau atomique. De plus, il visait à optimiser l’efficacité de conversion de l’énergie solaire et la photostabilité des cellules solaires à base de pérovskites.
Un nouveau matériau prometteur pour la conversion de l’énergie solaire est apparu il y a environ 7 ans : les pérovskites qui, grâce à leur composition et à leur structure réticulaire, présentent des propriétés remarquables, comme une bonne absorption de la lumière dans le spectre visible, une bonne mobilité des porteurs de charge (capitale pour l’extraction de courants électriques) et une grande facilité de préparation et de synthèse.
Résultats
Un taux de conversion record (environ 21%) a été atteint durant le projet dirigé par le Prof. Majed Chergui du Laboratoire de spectroscopie ultrarapide de l’EPF de Lausanne et a même été dépassé depuis lors. Afin d’améliorer la stabilité des cellules, l’interface a subi des modifications techniques avec le recours à des pérovskites de petite dimension. Sur le plan de la caractérisation, des comportements inédits des charges ont été mis en lumière, qui pourraient ouvrir la voie à de nouvelles applications employant des pérovskites en guise de dispositifs émetteurs de lumière. Les détails collectés dans le cadre de ce projet au sujet de la migration des charges dans les matériaux offrent une meilleure compréhension de la manière dont le taux de conversion et la stabilité des cellules solaires à base de pérovskites pourraient être améliorés. En résumé :
- Mise en évidence d’une méthode d’ingénierie d’interface et formation des pérovskites de petite dimension pour améliorer la stabilité et l’efficacité des cellules solaires.
- Caractérisation du comportement de charge de mono-cristaux de pérovskites organiques-inorganiques soumis à des irradiations par impulsions courtes. Mise en évidence de nouvelles quasi-particules sous flux élevé et détermination précise de la masse effective des électrons et des trous.
- Développement d’une nouvelle méthode expérimentale pour suivre le transfert d’électrons interfacial.
- Calculs de masses effectives largement en accord avec les résultats expérimentaux.
- Clarification de l’origine du changement d’écart énergétique avec la température et double émission.