Dans le cadre du projet européen Apolo, le CEA à l’INES obtient des modules solaires flexibles pérovskites d’une surface de 11,6 cm2 avec un rendement de conversion de puissance de 18,95% (rendement stabilisé > 18.5%). L’Institut national de l’énergie solaire annonce dans un communiqué, que cette performance est, selon ses données, un record mondiale pour un dispositif pérovskite flexible de taille supérieure à 10 cm².
Actuellement, les rendements de conversion de puissance des dispositifs solaires à base de pérovskites dépassent en effet les 25 % pour les jonctions simples et 29 % dans les structures tandem avec silicium, mais ces résultats sont obtenus sur de petites surfaces, de l’ordre de 1 cm².
Pour obtenir ce rendement sur des surfaces plus importantes, l’INES a obtenu ces modules solaires flexibles pérovskites à basse température sur des substrats bas coûts (PET) et avec une structure très simple composée de 5 couches, électrodes comprises. Les performances affichées sont obtenues après encapsulation (également flexible). La stabilité des dispositifs a été testée en conditions de chaleur humide (85°C, 85%RH), selon les normes utilisées pour les technologies silicium. Une stabilité de plusieurs centaines d’heure a été obtenue (400 à 800h selon encapsulation) considérant un objectif de la norme à 1000 h.
Une certification envisagée
Pour atteindre ce résultat, le CEA a travaillé à optimiser l’empilement des couches constituant la cellule, à mettre en œuvre un procédé laser en 3 étapes pour la réalisation du module. Il a également développé d’un procédé d’encapsulation flexible totalement compatible avec des matériaux hautement barrière aux gaz, sans perte initiale.
Les dispositifs réalisés par le CEA vont être intégrés dans un démonstrateur pour des applications bâtiment par la société Flexbrick (Es), membre du consortium européen. Les modules seront ainsi interconnectés pour obtenir des voltages importants et seront testés selon les normes du bâtiment. De plus, des essais de stabilité en conditions réelles sont actuellement réalisés. Enfin, ces modules sont actuellement testés à l’institut Fraunhofer ISE, partenaire du projet, pour des applications en intérieur. Ces tests ont déjà montré des rendements de conversion de puissance allant jusqu’à 24,5% à très faible luminosité (500 lux). Une certification est envisagée.
Pour certaines applications, l’usage de substrats flexibles peut avoir un intérêt pour la technologie pérovskites simple jonction car il ouvre la voie vers des procédés d’impression à haute cadence et à basse température. Ainsi, il devient possible d’utiliser des substrats bas coût contrairement aux technologies flexibles inorganiques, tel le CIGS, qui nécessitent des procédés à plus haute température et des substrats plus couteux. De nombreuses équipes dans le monde essayent de relever les défis que représentent la réalisation de dispositifs de plus grande surface, avec une stabilité suffisante pour des applications concrètes. C’est une des tâches que ce sont fixé les partenaires du projet Européen APOLO dans le cadre duquel le CEA a obtenu ces résultats.
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