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Au cours des dernières années, l'énergie solaire a connu une recrudescence massive et est maintenant largement populaire et considérée comme une très bonne alternative écologique aux sources d'énergie non renouvelables. Malgré de nombreuses recherches et progrès, jusqu'à présent, nous n'avons pas été en mesure d'exploiter la majeure partie de l'énergie solaire dont nous disposons et la raison en est que nos cellules solaires ne sont pas assez efficaces. En fait, l'efficacité des meilleures cellules solaires n'est que d'environ 25%.
Un minéral abondant appelé pérovskite a été indiqué comme une solution possible aux mauvaises performances des cellules solaires par des travaux de recherche antérieurs, mais ce n'était qu'une théorie pour le moment. Maintenant, une équipe de scientifiques du Massachusetts Institute of Technology (MIT) et de l'Université de Stanford ont mis au point une théorie en action en construisant une cellule solaire deux en un silicium-pérovskite en tandem..
Les cellules solaires en tandem, parfois appelées cellules solaires à jonctions multiples, se composent de plus d'un matériau semi-conducteur. Ils ont le potentiel d'augmenter considérablement l'efficacité des cellules solaires, mais leur utilisation a été très limitée en raison des coûts élevés et des complications de fabrication. L'équipe s'est particulièrement concentrée sur ces conceptions car elle pensait qu'il y avait beaucoup à améliorer..
La pérovskite est un minéral organométallique cristallin qui existe dans les gisements géologiques presque partout dans le monde et qui peut également être produit à peu de frais dans les laboratoires. Les scientifiques savaient depuis des décennies que la pérovskite avait des capacités d'absorption de la lumière et des propriétés semi-conductrices, mais ce n'est qu'en 2009 qu'elle a été utilisée dans les cellules solaires. Le principal avantage de l'utilisation de la pérovskite dans les cellules solaires est qu'elle peut être intégrée en couches aussi minces qu'un micromètre.
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Les cellules solaires en tandem créées grâce à cette expérience seront utiles pour améliorer la connexion entre les couches de silicium et de pérovskite. Cela pourrait s'avérer bénéfique pour intégrer les progrès dans la fabrication de diverses technologies et gadgets. La couche de connexion ou jonction tunnel est constituée de silicium fortement dopé de type p et de type n, ce qui rend la barrière d'énergie entre deux couches différentes presque nulle. Une couche supplémentaire de dioxyde de titane est ajoutée pour permettre aux électrons de la cellule solaire pérovskite de s'écouler librement dans la jonction tunnel. Ici, ils se recombinent avec les électrons du panneau de silicium.
Une cellule solaire tandem à base de pérovskite et de silicium est beaucoup plus efficace et peut absorber une plus grande fraction du rayonnement solaire dont nous disposons.
De plus, ces panneaux solaires minimisent le phénomène que nous appelons la thermalisation. Cela se produit lorsque l'énergie des photons est libérée sous forme de chaleur. Le silicium est le meilleur pour absorber les photons vers le haut du spectre de l'énergie solaire, tandis que la pérovskite est bonne pour capturer les photons du segment infrarouge inférieur. Par conséquent, ces couches absorbantes spécialisées peuvent convertir la lumière du soleil en électricité plus efficacement qu'une seule couche absorbante.
Le résultat de cette expérience était très prometteur. Une cellule solaire en tandem a montré une augmentation de près de 50% de son efficacité. Les chercheurs pensent que le raffinage de la couche de pérovskite et l'utilisation de cellules solaires en silicium plus avancées pourraient donner de meilleurs résultats. Jusque-là, cette recherche a été un événement marquant dans ce domaine car elle va donner un coup de pouce massif à l'énergie solaire en rendant les cellules solaires beaucoup plus efficaces qu'elles ne l'étaient auparavant. Donc, maintenant nous devons utiliser seulement 1 cellule solaire pour atteindre le fruit de 2.
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