Les cellules solaires à pérovskite

 impression de cellules solaires à perovskite (CSIRO)

La pérovskite est un cristal de synthèse dont la structure est calquée sur celle décrite pour le titanate de calcium par le minéralogiste russe Lev Perovski.
En 2006, le japonais Tsutomu Miyasaka fut le premier a montré qu’un composé organométalique ayant un structure de pérovskite pouvait être une base pour les cellules photovoltaïque. Ses premiers essais avec un pigment intégré dans une perovskite de iodure de plomb ne donnent qu’un rendement de 3% mais les progrès allaient être fulgurants. La barre des 10% de rendement est franchie en 2012 par une équipe de chercheurs britanniques d’Oxford. Le seuil des 20% est atteint en 2015. Le record actuel homologué par le Laboratoire national américain des énergies renouvelables (NREL) est de 23% et des milliers de chercheurs travaillent actuellement de par le monde sur ce sujet.

Les cellules solaires à perovskite ont donc à présent rejoint le niveau des cellules photovoltaïques au silicium. Elles sont conditionnables sous formes de film de faible épaisseur facile à mettre en œuvre et bon marché.
Le problème, non encore résolu, qui empêche leur développement commercial est leur fragilité. Les cellules à pérovskite sont en effet sensibles à la chaleur, à l’humidité, à l’oxygène et au rayonnement ultraviolet. Leur rendement baisse rapidement au fur et à mesure de leur utilisation. Des pistes sérieuses de solutions semblent cependant déjà apparaitre. La plus simple et la plus prometteuse consiste à mettre en sandwich le film solaire entre deux films polymère de protection, quitte à perdre un peu en rendement.Ce type de solution est envisagé en particulier par le le CSIRO (1) qui travaille sur l'industrialisation de son procédé d'impression et de couchage sur un support plat de cellules à perovskite.
Un autre écueil à surmonter pour la filière solaire à pérovskite est la présence de plomb contenu dans les pérovskites utilisées à ce jour (environ 1 gramme par mètre carré). Il faudra donc soit trouver un substitut à ce métal réputé nocif soit prévoir son recyclage en fin de vie, un peu comme le fait déjà First Solar, un des leaders mondiaux du solaire, pour organiser la récupération du cadmium de ses panneaux.

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(1) CISRO : Commonwealth Scientific and Industrial Research Organisation (centre de recherche basée à Canberra en Australie)

A propos

Animé par Jacques Carles et Michel Granger, tous deux ingénieurs et « Philosophiae Doctor » de l’Université de Montréal, ce site se propose de collecter les nombreux signaux faibles qui annoncent déjà ce que sera demain et d'analyser les grandes forces qui sont à l’œuvre en ce début de 21ème siècle. L'objectif n'est cependant pas de prévoir ce que sera l’avenir mais plus modestement d’inciter à la réflexion pour agir collectivement et maitriser notre futur au lieu de le subir.


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