Qu'est-ce que la pérovskite ?
Les pérovskites sont un groupe de matériaux ayant la même structure et présentant de nombreuses qualités intéressantes, telles que la supraconductivité, la magnétorésistance, etc. Ces matériaux sont considérés comme l'avenir des panneaux solaires, car ils sont faciles à fabriquer et possèdent une structure unique qui les rend parfaits pour des systèmes photovoltaïques efficaces et peu coûteux.
Qu'est-ce qu'une cellule solaire pérovskite ?
Une cellule solaire en pérovskite est un type de cellule solaire qui comprend un composé structuré en pérovskite.
La pérovskite est un matériau dont la structure cristalline est identique à celle du minéral pérovskite, le premier cristal de pérovskite découvert. En règle générale, les composés de chalcocite ont la formule chimique ABX 3, où "A" et "B" représentent les cations et X l'anion auquel ils sont liés, et un grand nombre d'éléments différents peuvent être combinés pour former une structure de chalcocite.
Grâce à la souplesse de cette composition, les scientifiques peuvent concevoir des cristaux de cellules solaires pérovskites présentant un large éventail de propriétés physiques, optiques et électriques.
L'efficacité des cellules solaires à pérovskite à jonction unique bat des records chaque année :
En 2009, elles ont atteint un rendement de conversion d'énergie de seulement 3,8 %, et depuis 2016, le record des cellules solaires tandem pérovskite-silicium est plus élevé que celui des cellules solaires à jonction unique. Un record pour les cellules solaires pérovskites à jonction. cellules à jonction. Depuis 2018, les chercheurs d'Oxford Photonics et du Centre Helmholtz de Berlin ont alternativement battu des records d'efficacité de conversion d'énergie. En 2021, le Centre Helmholtz de Berlin a atteint son meilleur rendement à ce jour : 29,8 %.
Cellules solaires en pérovskite VS cellules solaires en silicium cristallin
1. Un rendement plus élevé. Il s'agit d'une caractéristique exceptionnelle de la technologie. Un rendement de 29,15 % a été enregistré jusqu'à présent, proche de 30 %, soit 3,75 % de plus que le rendement le plus élevé enregistré pour la technologie Al-BSF au silicium cristallin. Cela démontre l'énorme potentiel des panneaux solaires en chalcogénure.
2. Moins d'atténuation. Les panneaux solaires en silicium cristallin ont un coefficient de température d'environ -0,38 %/°C, alors que les cellules solaires en pérovskite n'ont qu'un coefficient de -0,13 %/°C. Cela se traduit par une période de décroissance plus longue. La période de décroissance est donc plus longue.
3. Plus facile à produire. Les cellules solaires pérovskites peuvent être fabriquées entièrement en solution. Cela signifie qu'elles peuvent être fabriquées à l'aide de méthodes à grande échelle telles que la finition des matrices à fente et l'impression par jet d'encre. Cela pourrait signifier qu'elles sont faciles à modifier pour la production de masse.
Inconvénients des cellules solaires pérovskites
1. Le coût. Principalement parce que l'or est le matériau d'électrode le plus couramment utilisé à l'heure actuelle. Un autre problème est que les cellules solaires pérovskites moins chères ne durent pas aussi longtemps. Les cellules photovoltaïques à pérovskite se décomposent rapidement lorsqu'elles sont exposées à l'eau, et les produits de la décomposition attaquent les électrodes métalliques. Pour protéger la pérovskite, un revêtement lourd peut également augmenter le coût de la cellule.
2. Poison. La pérovskite se décompose notamment en une substance appelée PbI, qui est toxique et dont on craint qu'elle ne provoque des cancers. En outre, de nombreuses cellules en pérovskite utilisent du plomb, une substance très polluante.
3.Durée de vie. La technologie des cellules solaires en silicium cristallin est une technologie mature dont la durée de vie peut atteindre 30 ans, alors que les panneaux solaires en chalcogénure ne durent que 30 mois dans le meilleur des cas, ce qui les rend impraticables pour la plupart des applications pratiques.
Commercialisation des cellules solaires en pérovskite
Les batteries calcium-titane-minéral ont été sous les feux de la rampe sur la voie de la commercialisation, même si elles n'ont jamais été appliquées à grande échelle. Grâce au partenariat de premier plan entre Oxford PV et Meyerberger et à l'installation de la ligne de production de 100 MW de GCL Nano, des produits photovoltaïques à base de cellules solaires pérovskites ont déjà été mis en vente.
La State Power Investment Corporation (SIPC), Huaneng Group, LONGi, Trina Solar, Zhonglai Photovoltaic, Aixu Science and Technology, Savi Group, Shengcheng Photovoltaic et d'autres entreprises ont indiqué qu'elles suivaient de près la tendance de la technologie des piles à la chalcocite à base de silicium et qu'elles élaboraient des plans de lancement, car elles sont les plus imaginatives et les plus dynamiques de la nouvelle génération de technologies de cellules solaires.
Les données montrent que lorsque la capacité de production des modules de cellules solaires en pérovskite atteindra 1GW, son coût devrait tomber à moins de 0,1 euro par watt. À ce moment-là, les cellules solaires économiques en pérovskite, superposées aux technologies HJT, TOPCon, CIGS et autres, entraîneront l'industrie photovoltaïque dans un nouveau cycle de modernisation technologique, d'itération des produits et d'innovation des applications, et favoriseront vigoureusement l'accès à l'internet à parité avec le photovoltaïque et la substitution des énergies propres.
À l'heure actuelle, le processus de commercialisation de la technologie photovoltaïque des cellules solaires en pérovskite est sur le point de commencer, et il est d'une importance positive et profonde de discuter de la technologie et de l'industrialisation liées aux cellules solaires en pérovskite et aux cellules solaires empilées (modules), et de prendre des mesures pratiques pour mettre en œuvre les principales propositions afin de promouvoir le développement de l'industrie.
Référence：
Manser, Joseph S.; Christians, Jeffrey A.; Kamat, Prashant V. (2016). "Intriguing Optoelectronic Properties of Metal Halide Perovskites". Chemical Reviews. 116 (21): 12956–13008. doi:10.1021/acs.chemrev.6b00136. PMID 27327168
Mag, S. (2022) “Perovskite Solar Cells: An In-Depth Guide + Comparisons with other techs,” Solar Magazine .
What are Perovskite Solar Cells? (no date)
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