D’après pv magazine international.
Une équipe issue de l’Université d’État de Caroline du Nord, du Laboratoire national américain de Brookhaven et de l’Université du Roi Juan Carlos, en Espagne, a récemment publié des informations détaillées relatives au RoboMapper, un robot novateur consacré à la découverte de matériaux. Cette plateforme accélère la découverte des matériaux innovants et permet d’identifier des candidats viables pour développer des cellules solaires tandem pérovskite-silicone.
« La largeur de bande interdite était d’environ 1,7 électronvolt (eV) dans des zones à la composition en cations et pérovskites halogénés mixtes », explique le chercheur à l’Université de l’État de Caroline du Nord Aram Amassian à pv magazine.
Les chercheurs ont validé de nouveaux composés à large bande en analysant des échantillons générés par le RoboMapper et des échantillons en couche mince issus d’un coulage par centrifugation, ainsi que par la fabrication de cellules solaires. À partir d’une prédiction de composé idéal, exposé en détail dans l’article, ils ont abouti à un dispositif ultra performant, qui présente une tension en circuit ouvert de 1,18 V, un courant de court-circuit de 21,54 milliampères par centimètre carré et un facteur de remplissage de 78,83 %, pour un rendement énergétique de conversion de 20 %. Les chercheurs ont indiqué que les dispositifs obtenus à partir des nouveaux alliages en pérovskite présentent une plus faible hystérésis et une meilleure photostabilité que d’autres composés évalués à 1,7 eV.
L’équipe de chercheurs attachait de l’importance tant à la préservation de l’environnement qu’à l’amélioration de la production.
« Le RoboMapper peut générer de grands corpus de données en un rien de temps, à moindres frais et avec un impact environnemental nettement inférieur à celui des plateformes existantes, ce qui permet de développer de nouveaux matériaux dix fois plus vite qu’avec les méthodes automatiques traditionnelles, déclare Aram Amassian. La proposition de valeur est claire pour quiconque cherche à découvrir des matériaux fonctionnels qui soient compétitifs, responsables et durables. »
Aram Amassian a précisé que l’équipe cherche activement à nouer des partenariats pour un usage commercial du RoboMapper. Elle a employé le RoboMapper pour définir des limites en termes de composition, en particulier dans les cas où des matériaux novateurs pourraient s’avérer résistants et efficaces. Aram Amassian a déclaré que le talent du RoboMapper dans ce domaine pourrait avoir un impact sur la propriété intellectuelle en lien avec les nouveaux matériaux entrant en application dans le photovoltaïque, l’opto-électronique et d’autres applications fonctionnelles.
Le système de RoboMapper s’appuie sur une bibliothèque d’encres de pérovskite, qui sont des précurseurs en film de pérovskite ou des sels en suspension dans une solution, pour en faciliter le dépôt. Il prépare les encres précurseurs, mélange et charge les matériaux pour le dépôt sur les puces (ou substrats) à des fins d’analyse et de collecte de données.
Les étapes d’aspiration, de mélange et de nettoyage sont automatisées. Les échantillons sont soumis à une batterie de tests afin d’évaluer la structure, la largeur de bande interdite, la stabilité à la lumière et le degré de compatibilité avec des applications photovoltaïques. Parallèlement, les informations sont traitées dans des modèles servant à prédire de nouvelles compositions à base de pérovskite.
L’outil peut intégrer des centaines de pixels par centimètre carré, avec une taille de pixel de 50 microns de diamètre en moyenne, d’après les chercheurs. En l’occurrence, ils ont palettisé jusqu’à 150 compositions et effectué des copies afin de vérifier la reproductibilité.
Aram Amassian a déclaré que plusieurs outils de cartographie pour les semi-conducteurs étaient en cours de développement au sein de laboratoires de recherche universitaires et industriels à travers le monde.
« Les plateformes de prototypage peuvent entrer en application dans le photovoltaïque, mais également dans l’électronique imprimée et d’autres applications de semi-conducteurs dans les communications, les écrans, la détection et l’électronique souple », a-t-il ajouté.
Traduction assurée par Anne Akpadji.
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