Un panneau solaire en pérovskite fabriqué en laboratoire perd 25 %…

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Les chercheurs ont étudié un ensemble de panneaux solaires qui montrent peu de perte de production due aux températures élevées, ainsi que des performances meilleures que prévu.

Pour comprendre le processus de dégradation des cellules en pérovskite utilisées en conditions réelles, plusieurs chercheurs d’universités italiennes et grecques ont construit et installé un panneau solaire en pérovskite qui a fonctionné pendant environ neuf mois. Pendant ce temps, les panneaux ont perdu environ 25 % de leur production d’origine avant de subir une défaillance d’encapsulation. Cela a conduit à une défaillance mécanique du panneau car les pérovskites ont été rapidement dégradées par les éléments.

Dans l’étude « Intégration de panneaux solaires en pérovskite à base de matériaux bidimensionnels dans une ferme solaire autonome », les chercheurs ont fabriqué neuf panneaux solaires en pérovskite de 0,5 m². Installées à Héraklion (Crète), elles étaient composées de 40 « modules » individuels (les auteurs utilisent le terme « module », mais nous parlerons de « cellules »), l’ensemble atteignant une puissance maximale de 261 Wc, tandis que les cellules individuellement produit entre 25 et 35 Wc. Selon les auteurs, les 360 cellules solaires, mesurées à une irradiance de 100 mW/cm2, ont enregistré un rendement de 12,5 % ± 1,6.

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Les chercheurs ont également rédigé un document complémentaire qui passe en revue tous les éléments nécessaires à la fabrication d’un de leurs panneaux solaires, allant jusqu’à préciser la consommation électrique (environ 11,25 kWh). Ces panneaux ont été nommés « RAISIN » (GRAphene-PERovskite).

Après avoir été déployé en juin, le panneau a enregistré une puissance de pointe de plus de 250 watts, comme on peut le voir sur l’image ci-dessus, en bas à droite. Le panneau a ensuite connu une baisse immédiate de sa production, suivie d’un mois plat, puis d’une baisse lente mais assez régulière de son pic de production, une baisse de 20 % qui est arrivée sur la période janvier-février. À ce stade, la détérioration de la production s’est brusquement accélérée ; Il s’en est suivi une défaillance totale du rouleau, permettant l’infiltration d’oxygène et d’eau.

Image : Nature Energy CC 4.0 JFW

Selon l’équipe, cette erreur pourrait être due au choix d’un laminage à basse température (85°C) pour sceller les cellules solaires dans le cadre du panneau. Ce procédé à basse température a été choisi pour ne pas endommager les pérovskites lors de cette étape, la dégradation des pérovskites s’accélérant à haute température.

De manière très intéressante, la perte de production était presque nulle lorsque la température atteignait 50°C et plus. « Contrairement à de nombreux semi-conducteurs, où la bande interdite optique (EG) diminue presque linéairement avec l’augmentation de la température dans le contexte d’un fonctionnement solaire, les pérovskites halogénées présentent une corrélation positive entre la bande interdite optique et la température », expliquent les auteurs.

Ce dernier précise que les gains résultant de l’augmentation de la bande interdite optique sont certainement compensés par un certain nombre d’incertitudes qui devraient faire l’objet de travaux futurs. A priori, à 50°C on s’attendrait plutôt à voir le rendement d’un panneau solaire au silicium chuter de 7,5 à 15% par rapport à sa puissance maximale.

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