Un « échafaudage moléculaire » : une solution inattendue pour les panneaux solaires.

L’équipe allemande de l’Université technique de Munich a développé une solution pour le problème de durabilité des panneaux solaires en pérovskite. Selon les chercheurs, la perte de rendement peut atteindre jusqu’à 60 %.

Les recherches dans le domaine de la technologie solaire portent de plus en plus sur la pérovskite, un matériau qui affiche une efficacité élevée, avec un rendement en constante amélioration au fil des études. Ce matériau constitue même un concurrent sérieux pour le silicium, mais cette ascension reste limitée aux enjeux de laboratoire.

Malgré ses performances prometteuses, la pérovskite est encore loin d’un déploiement industriel à grande échelle. L’un des obstacles à son développement réside dans sa sensibilité aux éléments extérieurs. En Chine, des tests à grande échelle sont en cours pour analyser son comportement dans des conditions réelles. Pendant ce temps, une équipe de l’Université technique de Munich a récemment dévoilé l’origine de la dégradation rapide des performances de ces matériaux lorsqu’ils sont exposés à l’extérieur.

Une instabilité due aux variations de température

Les panneaux solaires en pérovskite ont tendance à perdre rapidement leur efficacité. Cette dégradation précoce est associée par les scientifiques aux variations de température extérieures. Ces fluctuations peuvent être extrêmes, allant de nuits froides en hiver à des étés très chauds.

Bien que ce phénomène soit connu depuis longtemps, son origine restait jusqu’alors inexplorée. L’équipe allemande a donc réalisé des études à l’échelle microscopique pour déterminer ce qui se passe exactement à l’intérieur du matériau. Leur recherche a particulièrement porté sur les cellules tandem, qui intègrent silicium et pérovskite.

Les travaux ont révélé que la pérovskite réagit activement aux changements de température. Sous l’influence de la chaleur, le matériau se dilate, puis se contracte lorsque les températures baissent. Ces mouvements entraînent une perte significative d’énergie, d’où la diminution de l’efficacité observée. Selon les chercheurs, cette perte de rendement pourrait atteindre jusqu’à 60 %.

Un échafaudage moléculaire ?

Pour remédier à ce problème, les chercheurs ont mis au point une méthode visant à stabiliser la structure du matériau. Ils ont renforcé son architecture interne en intégrant des molécules organiques directement dans la pérovskite.

Agissant comme un échafaudage à l’échelle microscopique, ces molécules sont disposées pour empêcher les déformations. Le résultat est une structure plus stable, permettant de convertir une plus grande partie de l’énergie solaire captée en électricité, réduisant ainsi les pertes internes.

Les chercheurs ont également comparé différents types de molécules pour identifier celles offrant la meilleure efficacité. Ils ont découvert qu’une molécule organique plus volumineuse présente une meilleure stabilité structurelle.

Ces avancées amélioreront directement la durabilité des cellules tandem silicium-pérovskite. « En comprenant ces mécanismes microscopiques, nous ouvrons la voie à une nouvelle génération de modules solaires à la fois très performants et suffisamment résistants pour supporter plusieurs décennies d’utilisation en extérieur », souligne l’un des auteurs de l’étude.