Une équipe de scientifiques dirigée par l'Institut de recherche sur les nanomatériaux de l'Université de Kanazawa a démontré que la stabilité et l'efficacité de certains panneaux solaires panneaux peut être grandement amélioré en utilisant l’intercalation d’iodure de césium (CsI) sans souci. Ces travaux pourraient contribuer à rendre les cellules solaires plus compétitives par rapport aux autres sources d’énergie renouvelables.
Les panneaux solaires ont le potentiel d'être une source d'énergie abondante et propre. En particulier, les cellules photovoltaïques à structure cristalline pérovskite, du nom du minéral de même configuration atomique, présentent de nombreuses caractéristiques intéressantes. Leur forte absorption optique et leurs mobilités de charge élevées conduisent à un faible coût de fabrication et à un rendement énergétique élevé. Cependant, le déploiement par les consommateurs de cellules solaires à pérovskite a été entravé par la robustesse limitée de ces cellules, car leur structure peut se décomposer après exposition à l'humidité, à la lumière ou à la chaleur. De nouvelles formulations qui augmentent la durée de vie des cellules solaires à pérovskite sont donc nécessaires pour inspirer la confiance des consommateurs avant que des applications commerciales ne soient possibles.
Maintenant, une équipe de scientifiques dirigée par l'Université de Kanazawa a découvert que l'ajout de CsI au MAPbI couramment utilisé3 La structure pérovskite augmente considérablement la stabilité des dispositifs résultants. Les atomes de Cs migrent et deviennent « intercalés » dans le réseau cristallin, et les dispositifs améliorés ont montré des rendements de conversion de puissance aussi élevés que 18.43 %.
Les cellules solaires hybrides organiques-inorganiques à halogénure métallique à pérovskite sont une technologie à croissance très rapide. En utilisant la microscopie électronique à balayage, les scientifiques ont vérifié que la taille des grains cristallins à l'intérieur du matériau a également augmenté de 300 à 700 nm en raison de l'ajout de CsI. Ils émettent l'hypothèse que l'intercalation du césium réduit l'espacement entre les plans atomiques, de sorte que l'humidité de l'air ne peut pas s'introduire aussi facilement. De plus, les surfaces deviennent plus lisses, ce qui permet aux charges d'atteindre les électrodes. L'approche a permis aux chercheurs de produire des couches avec un contrôle précis de l'intercalation CsI. Ce travail peut contribuer à apporter une révolution dans les énergies renouvelables, dans laquelle la pérovskite solaire les panneaux deviennent une vue beaucoup plus courante.