Photo : capture d’écran de Xinhua
Une équipe de recherche chinoise a développé une nouvelle stratégie pour surmonter un défi de longue date concernant les cellules solaires flexibles à pérovskite, permettant la production de dispositifs photovoltaïques flexibles de grande surface et de taille commerciale avec des rendements de conversion d'énergie dépassant systématiquement 20 %, a rapporté l'agence de presse Xinhua.
Les panneaux solaires conventionnels sont généralement lourds et rigides. Les films solaires flexibles en pérovskite, un axe prometteur de la recherche photovoltaïque de nouvelle génération, sont légers et peuvent s'adapter aux surfaces courbes. Cependant, leur mise à l’échelle pose depuis longtemps un défi majeur, car leur efficacité de conversion d’énergie et leur durée de vie ont tendance à diminuer considérablement à mesure que leur taille augmente, ce qui entrave leur transition du laboratoire aux applications réelles.
L'équipe de recherche, dirigée par le professeur Li Yaowen de l'Université de Soochow dans la province du Jiangsu, en Chine orientale, a développé une nouvelle stratégie de recherche et développement appelée « co-dépôt découplé ». La nouvelle étude a été publiée en ligne vendredi dans la revue Science.
Li a déclaré que le co-dépôt est une étape cruciale dans la production de films photovoltaïques flexibles en pérovskite. Au cours du processus, la pérovskite cristallise à partir d'une solution précurseur et se fixe à un substrat en plastique, formant un film continu. Cependant, à mesure que la surface du film augmente, la couche interfaciale entre le film et le substrat en plastique a tendance à devenir inégale en épaisseur, selon Xinhua.
L'équipe a étudié comment la couche interfaciale se forme au niveau moléculaire et a identifié un mécanisme compétitif, a déclaré le professeur Xu Guiying, auteur co-correspondant de l'article.
Lorsqu'ils sont exposés à des molécules d'interface et à des solvants organiques dans la solution précurseur, les groupes hydroxyles présents sur le substrat plastique sont confrontés à un choix moléculaire « soit l'un soit l'autre ». Certains se lient aux solvants organiques, laissant les molécules d'interface incapables de s'ancrer au substrat.
Pour résoudre ce problème, l'équipe a proposé un « co-dépôt découplé », introduisant un agent de découplage pour rompre les liaisons entre les groupes hydroxyles et les solvants organiques, permettant ainsi aux groupes hydroxyles de se lier aux molécules d'interface. Cela aide la couche interfaciale à adhérer fermement au substrat.
Au cours de l’année écoulée, l’équipe a travaillé avec une entreprise pour étendre la production au-delà des prototypes de laboratoire à petite échelle, en produisant un lot de dispositifs photovoltaïques flexibles de grande surface, d’une surface effective de 750 centimètres carrés. Leur efficacité de conversion d'énergie a plus que doublé par rapport aux niveaux précédents, dépassant régulièrement 20 %, a indiqué M. Li.
« Nous continuerons à renforcer l'intégration de l'industrie, du monde universitaire et de la recherche, en utilisant les besoins industriels réels pour guider notre innovation et faire progresser régulièrement la commercialisation du photovoltaïque flexible », a déclaré M. Li.
La capacité d'énergie photovoltaïque installée en Chine a atteint 1,286 milliard de kilowatts à la fin du mois de juillet et a dépassé pour la première fois la capacité d'énergie alimentée au charbon, faisant du photovoltaïque la plus grande source d'énergie du pays en termes de capacité installée, selon l'Administration nationale de l'énergie du 1er septembre.
Dotée du système d'énergie renouvelable le plus vaste et à la croissance la plus rapide au monde, la Chine fournit plus de 80 % des modules photovoltaïques et 70 % des équipements éoliens dans le monde, contribuant ainsi à la transition verte dans de nombreux pays et régions.
