CityUHK développe un passivant avancé pour les cellules solaires à pérovskite stables
par Simon Mansfield
Sydney, Australie (SPX) 23 juillet 2024
La Metropolis College of Hong Kong (CityUHK) a récemment développé un passivateur innovant qui améliore considérablement la stabilité et l’efficacité des cellules solaires à pérovskite, marquant ainsi une avancée majeure dans la technologie de l’énergie solaire.
Ce nouveau passivateur, un kind d’inhibiteur de corrosion, utilise des liaisons covalentes dynamiques qui s’activent lorsqu’elles sont exposées à l’humidité et à la chaleur, ce qui lui permet de générer de nouveaux passivateurs en réponse aux circumstances environnementales. Cette capacité permet la réparation et la upkeep en temps réel des cellules solaires à pérovskite, à l’instar des capsules à libération prolongée dans les produits pharmaceutiques qui libèrent en continu des produits chimiques pour réparer les défauts causés par les facteurs de stress environnementaux.
Les recherches de l’équipe ont été publiées dans la revue Nature sous le titre « Passivation dynamique activée par l’eau et la chaleur pour les photovoltaïques à pérovskite ».
Le projet est dirigé par le professeur Feng Shien-ping, du département d’ingénierie des systèmes et doyen associé de la faculté d’ingénierie de CityUHK, en collaboration avec le professeur Henry J. Snaith de l’université d’Oxford et le professeur Angus Yip Hin-lap, directeur associé de l’Institut de Hong Kong pour l’énergie propre à CityUHK.
Les cellules solaires à pérovskite sont réputées pour leur efficacité à convertir la lumière du soleil en électricité, ce qui les positionne comme un candidat prometteur pour les panneaux solaires de nouvelle génération. Cependant, leur stockage à lengthy terme et leur stabilité opérationnelle restent préoccupants. Diverses stratégies de passivation ont été développées pour améliorer leurs performances et leur fiabilité, mais la résolution des nouveaux défauts causés par l’exposition à l’eau et à la chaleur au fil du temps reste un défi.
Les expériences approfondies menées par l’équipe de CityUHK ont démontré que leur passivateur améliore considérablement les performances et la durabilité des cellules solaires à pérovskite. Ils ont atteint un rendement de conversion photovoltaïque de plus de 25 % et ont maintenu une stabilité opérationnelle pendant plus de 1 000 heures dans des circumstances de températures élevées et d’humidité.
« L’software d’un passivateur vivant sur les surfaces de pérovskite améliore leur résistance aux facteurs environnementaux tels que l’humidité et la chaleur. Cela améliore la stabilité des cellules solaires à pérovskite dans des circumstances chaudes et humides, introduisant une approche dynamique et réactive aux facteurs de stress environnementaux », a expliqué le Dr Wang Weiting, premier auteur de l’étude et chercheur associé dans l’équipe du professeur Feng.
Le professeur Feng a souligné que l’inspiration pour cette technologie est venue de l’remark de la façon dont les plantes et autres organismes vivants restent résilients aux circumstances météorologiques variables, contrairement aux cellules solaires à pérovskite qui peuvent se dégrader en quelques mois.
« La principale différence réside dans la capacité des organismes vivants à se régénérer et à guérir les défauts évolutifs. En incorporant un mécanisme de passivation qui se régénère de manière dynamique pendant le fonctionnement, nous pouvons potentiellement débloquer ce idea régénératif pour la pérovskite ou d’autres appareils électroniques », a déclaré le professeur Feng.
CityUHK travaille avec des partenaires industriels pour appliquer cette technologie afin de traiter la migration ionique et l’instabilité des cellules solaires à pérovskite pendant les étapes de fabrication et d’exploitation. L’équipe estime que l’amélioration de la stabilité et de la fiabilité de ces cellules solaires pourrait les rendre plus viables commercialement. Cette technologie présente également un potentiel pour d’autres functions, telles que l’ingénierie des contacts d’interface et d’antioxydation dans les dispositifs microélectroniques.
Rapport de recherche:Passivation dynamique activée par l’eau et la chaleur pour le photovoltaïque à base de pérovskite
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