Augmenter l’efficacité des cellules solaires pérovskites grâce à une encre adhésive conductrice innovante

Une équipe de l'Université de technologie Sharif en Iran, dirigée par des scientifiques, a développé une encre adhésive conductrice innovante conçue pour améliorer la stabilité et l'efficacité des cellules solaires à pérovskite. Nima Taghavinia, chercheuse principale du projet, a expliqué au magazine pv que ce développement se concentre sur l'abordabilité et la simplicité, ce qui le rend adapté aux implémentations à grande échelle.

L'adhésif nouvellement créé est constitué de polyméthacrylate de méthyle (PMMA), un polymère apprécié pour sa rentabilité, ses attributs mécaniques robustes et ses excellentes propriétés électriques et optiques. De plus, le PMMA est connu pour sa stabilité dans des conditions thermiques et environnementales, sa légèreté et sa grande transparence à la lumière, ce qui en fait un substitut privilégié au verre dans diverses applications. Dans les cellules solaires, il sert de couche interfaciale située entre la couche de transport de trous (HTL), composée de cuivre indium des nanoparticules de sulfure (CuInS2) et une couche supérieure en noir de carbone hautement conducteur (HCCB) incorporée dans une feuille de carbone.

Cette structure cellulaire comprend également une base d'oxyde d'étain dopé au fluor (FTO), une couche de transport d'électrons (ETL) carbone-dioxyde de titane (c/TiO2), une couche mésoporeuse de TiO2 et l'absorbeur de pérovskite. Selon les chercheurs, les configurations précédentes sans ce nouvel adhésif se sont révélées instables, entraînant souvent le détachement des électrodes de carbone après la mesure, soulignant l'importance de cette innovation pour améliorer la durabilité et les performances des cellules.

L'équipe de recherche de l'Université de technologie Sharif a décrit sa méthode d'application de l'encre adhésive conductrice pour améliorer la construction de cellules solaires à pérovskite. Ils ont expliqué que l’encre était coulée goutte à goutte sur une section de feuille de carbone mesurant 0,27 cm². Cette feuille a ensuite été positionnée sur une pile pré-préparée comprenant des couches de verre FTO, de dioxyde de carbone-titane, de TiO2 mésoporeux, de pérovskite et de CuInS2. La configuration garantissait que l'encre adhésive entre en contact direct avec le HTL.

Des tests approfondis ont révélé que la clé d'une adhésion réussie et durable de la feuille de carbone à la cellule solaire était l'inclusion de polyméthacrylate de méthyle (PMMA) dans l'adhésif. L'ajout de nanoparticules de CuInS2 dans le mélange a non seulement assuré la cohérence avec la couche de transport de trous, mais a également facilité le processus de transfert de trous, essentiel à l'efficacité de la cellule.

Les chercheurs ont mis en évidence des résultats significatifs dans leur étude : "Nos résultats ont montré que l'ajout de 2 % en poids de nanoparticules de noir de carbone hautement conducteur (HCCB) au mélange PMMA/CuInS2 dans un rapport de 1 : 3 optimisait la conductivité de l'interface adhésive. Cet ajustement a permis à la cellule solaire d'atteindre une efficacité maximale de 17,2 %, rivalisant étroitement avec l'efficacité de 18,2 % des cellules traditionnelles à base d'or. De plus, l'approche des électrodes laminées en carbone a abouti à une remarquable stabilité à long terme d'environ 92 %. après 54 jours de stockage, ce qui représente une amélioration de 17 % par rapport à la stabilité des homologues à base d'or."

Ces informations sont détaillées dans leur publication intitulée « Une encre adhésive conductrice pour les cellules solaires en perovskite laminées au carbone avec une stabilité améliorée et une efficacité élevée », disponible dans la revue Solar Energy.

Faire progresser l'énergie propre : l'engagement d'ACE Battery en faveur de l'innovation et du développement durable

Chez ACE Battery, nous suivons de près les développements de pointe comme l'encre adhésive conductrice créée par l'Université de technologie de Sharif, reflétant notre engagement à diriger la transition énergétique mondiale grâce à des solutions innovantes. En tant qu'acteur clé de l'ensemble de la chaîne industrielle des batteries lithium-ion, nous nous concentrons sur la fourniture de solutions de stockage d'énergie numériques et intelligentes, durables et efficaces. Notre vaste réseau et nos solides efforts de R&D garantissent que nous restons à la pointe de la technologie, prêts à nous adapter et à intégrer les avancées qui correspondent à notre vision de l’énergie propre. En savoir plus sur nos initiatives  et rejoignez Batterie ACE pour conduire l'avenir de l'énergie.