Des piles solaires efficaces pourraient bientôt être disponibles à meilleur prix
Le déplacement des émissions de dioxyde de carbone liées à l'énergie dépend de manière cruciale du développement de voies abordables et facilement accessibles pour une génération d'énergie propre. De toutes les sources d'énergie renouvelable, l'énergie solaire présente de loin le plus grand potentiel. Toutefois, les piles solaires inorganiques disponibles sur le marché sont actuellement trop onéreuses pour concurrencer les sources d'énergie traditionnelles. Les PS hybrides inorganiques - organiques constituent une technologie émergente dotée d'un grand potentiel pour une fabrication bon marché. Basées sur une jonction nano-structurée, elles combinent des matériaux organiques abondants et bon marché avec les avantages des matériaux inorganiques en termes de stabilité et de transport de charge. Le projet CHOIS («Characterisation of hybrid inorganic-organic solar cells by advanced spectroscopic methods»), financé par l'UE, visait à améliorer la compréhension des mécanismes de travail des PS hybrides pour des efficacités de conversion élevées. Au départ, les scientifiques ont caractérisé un système polymère hybride sulfure de cadmium (CdS) via une absorptiométrie transitoire. Les résultats ont montré que les excitations de CdS ont une plus longue durée de vie, menant à la conclusion que la génération de charge n'est pas limitée à des domaines de petite taille. Les scientifiques ont également découvert les principaux processus de perte limitant la génération de charge dans le polymère utilisé. L'étape suivante consistait à utiliser un matériau inorganique avec un spectre d'absorption plus large pour récolter davantage du spectre solaire. Étant donne leur spectre d'absorption plus large, les sulfites d'antimoine et de bismuth ont été identifiés comme des solutions de remplacement prometteuses au CdS, le premier présentant des efficacités de conversion supérieures. Ses pertes d'énergie minimisées étaient attribuées à la séparation de charge. Sur la base de ces découvertes, les scientifiques ont proposé de nouvelles combinaisons de matériaux pour produire des SC hybrides plus efficaces. Des couches denses de sulfite d'antimoine ont été fabriquées et testées dans les PS avec un polymère comme conducteur par trous, pour une efficacité de plus de 3 %. Étant donné que le matériau inorganique était le composant actif principal, ces PS étaient classes comme solution inorganique. CHOIS a permis d'améliorer la compréhension des mécanismes des PS hybrides et de déterminer un moyen d'en produire des efficaces. Cela devrait assurer la promotion du développement de PS hybrides avec une hétérojonction, ouvrant la voie à la production de PS alternatives et meilleur marché.
Mots‑clés
Piles solaires, piles solaires hybrides, hybrides organiques-inorganiques, méthodes spectroscopiques,
