Les scientifiques du Helmholtz-Zentrum Berlin (HZB) ont révélé qu’ils ont atteint une efficacité de 24,16% avec une cellule tandem combinant la technologie CIGS et la pérovskite.
Le résultat, qui a été confirmé par le CalLab de l’Institut Fraunhofer-ISE, a été obtenu avec une cellule tandem de 1cm². La nouvelle conception améliore le précédent record de 23,26% établi par HZB en septembre, qui constituait déjà une amélioration significative par rapport au rendement de 21,6% obtenu en février 2019.
« Cette fois, nous avons connecté la cellule inférieure (CIGS) directement avec la cellule supérieure (pérovskite), de sorte que la cellule tandem n’a que deux contacts électriques, appelés bornes », explique Christian Kaufmann du PVcomB chez HZB. « L’introduction du rubidium a notamment permis d’améliorer considérablement le matériau absorbant de la CIGS ».
« Nous avons utilisé une astuce que nous avions développée auparavant », signale son collègue chercheur Marko Jost. Cette « astuce » consiste à appliquer des molécules dites monocouches auto-assemblées (SAM) sur la couche CIGS, pour former une couche monomoléculaire auto-organisée. Cela a permis d’améliorer le contact entre la pérovskite et la CIGS. Les molécules SAM sont des molécules qui s’auto-assemblent en monocouches pour former des cellules solaires pérovskites efficaces.
Ce type de molécule s’organise à la surface de l’électrode jusqu’à ce qu’une couche monomoléculaire dense et uniforme soit formée. « La couche ultra-mince ne présente aucune perte optique et, grâce à sa propriété d’auto-organisation, pourrait couvrir de manière conforme n’importe quelle surface – y compris le silicium texturé dans les architectures de cellules solaires en tandem », indique HZB dans une étude précédente.
Ce nouveau record signifie que l’efficacité des cellules tandem a dépassé le record de 23,35% établi en janvier 2019 par Solar Frontier pour une cellule CIGS autonome de 1 cm². Si les chercheurs peuvent démontrer un gain d’efficacité de la structure en tandem par rapport à une cellule autonome – comme cela a déjà été réalisé avec la technologie pérovskite/silicium -, cette combinaison pourrait susciter beaucoup plus d’intérêt.
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