Le film de protection sur les cellules solaires de Perovskite offre une durabilité de 1 000 heures dans la chaleur et l’humidité extrêmes

Une nouvelle cellule solaire pérovskite (PSC) démontre une résilience remarquable même dans des conditions de chaleur élevées, grâce à un film de protection innovant. L’équipe de recherche suggère que ces résultats représentent une étape importante vers la commercialisation en résolvant les problèmes de stabilité thermique.

Une équipe de recherche, dirigée par le professeur Dong Suk Kim à la Unist Graduate School of Carbon Neutrality, en collaboration avec le professeur Tae Kyung Lee de l’Université nationale de Gyeongsang (GNU), a réussi à concevoir un PSC résistant à la chaleur capable de résister à des processus d’encapsulation à haute température.

Cette cellule solaire innovante a démontré une efficacité initiale remarquable de 25,56% et maintenu plus de 85% de son efficacité initiale après avoir fonctionné dans des conditions de 85 ° C et 85% humidité relative jusqu’à 1 000 heures. Les résultats sont publié dans le journal Énergie et sciences de l’environnement.

Les cellules solaires de la pérovskite, considérées comme des solutions énergétiques de nouvelle génération, possèdent théoriquement une efficacité plus élevée dans la conversion du soleil en électricité que les cellules de silicium conventionnelles, tout en étant plus rentable. Bien que l’efficacité de laboratoire ait déjà dépassé 27%, l’empêchant de ces cellules atteint la commercialisation a été principalement attribuée à leur stabilité thermique.

Contrairement aux cellules de silicium, qui peuvent tolérer les températures élevées d’encapsulation nécessaires pour empêcher l’humidité et l’oxygène de dégrader la cellule, les cellules de pérovskite ont lutté dans des conditions qui dépassent 110 ° C.

Pour surmonter ces défis, l’équipe de recherche a remplacé l’additif conventionnel à 4-tert-butylpyridine (TBP) par carbonate d’éthylène (CE) dans la composition des PSC. Bien que le TBP améliore l’efficacité, il réduit considérablement la température de transition du verre (TG) de la couche de transport de trou en dessous de 80 ° C, compromettant la stabilité de la cellule dans des environnements à haute température. La transition du verre représente le point auquel la couche de transport de trou devient presque liquide.

La cellule résultante a produit un Efficacité de conversion de puissance (PCE) de 25,56% – le plus élevé parmi les cellules solaires sans TBP. L’efficacité est restée pratiquement inchangée après avoir subi le processus d’encapsulation. Dans les tests effectués selon des normes internationales à 85 ° C et 85% d’humidité relative, les cellules encapsulées présentaient une durabilité exceptionnelle, maintenant une efficacité de 21,7% même après 1 000 heures. Le Température de transition du verre de la couche de transport du trou a également été élevé à 125 ° C.

Même lorsqu’ils sont mis à l’échelle jusqu’à une zone de module de 100 cm², les cellules solaires ont maintenu un grande efficacité de 22,14%. Cette réalisation est attribuée à la capacité du carbonate d’éthylène à dissoudre uniformément le lithium bis (trifluorométhanesulfonyl) imide (LITFSI) dopant, ce qui améliore les performances de transport de charge dans la couche de transport de trou, améliorant l’efficacité globale des cellules solaires.

Le professeur Kim a souligné: « Grâce à cette recherche, nous avons développé un trou transport Système de couche qui conserve une grande efficacité tout en assurant une stabilité dans des environnements à haute température et à haute humidité. « Il a ajouté: » Cela représente une étape importante vers l’application pratique de la pérovskite cellules solaires. «