Les cellules solaires à pérovskite (PSC) ont retenu l'attention du monde entier en raison de leur excellent rendement de conversion puissance-électricité (PCE). Actuellement, 22,1 % de PCE certifiés ont été atteints par rapport à ceux des cellules solaires CIGS et CdTe. Cependant, il reste encore des problèmes critiques à résoudre afin de promouvoir la commercialisation des PSC.

Matériaux aux halogénures métalliques pérovskites, comme CH 3 NH 3 PbI 3 , ont suscité un grand intérêt dans le domaine de la conversion photoélectrique, détection et luminescence. En tant que semi-conducteur émergent, ce type de matériau présente des avantages distincts de coefficient d'absorption lumineuse élevé, longue durée de vie du porteur, faible densité de défauts et énergie de liaison des excitons, et un faible coût de fabrication. L'efficacité de conversion énergétique de la cellule solaire à pérovskite (PSC) a dépassé 22%, encore plus élevé que celui des cellules en silicium multicristallin, impliquant son application commerciale potentielle. Dans le processus de développement des PSC, Des scientifiques chinois ont contribué au développement de PSC efficaces sans matériau de transport de trous, explorer de nouveaux matériaux aux propriétés photoélectriques et luminescentes, réglementer la fabrication des matériaux, intégrer des appareils de grande surface, et enquêter sur le problème de stabilité de la cellule.

Ici, le groupe de Meng de l'Institut de physique, Académie chinoise des sciences, passe en revue les dernières avancées du point de vue de la structure matérielle, technologie de fabrication aux propriétés physiques critiques. Surtout pour les propriétés physiques, le dopage, défauts, transporteurs, jonction et champ électrique, le transport des ions et leur influence sur les propriétés des semi-conducteurs sont discutés.

La propriété porteuse de la pérovskite ternaire est étroitement liée à l'autodopage, et le contrôle du porteur peut également être réalisé expérimentalement en régulant le processus physico-chimique derrière la fabrication du matériau. Pendant ce temps, les atomes d'impuretés pourraient être une alternative pour l'ajustement des porteurs. En raison du dopage de type p, une seule hétérojonction à l'interface TiO2/pérovskite a été observée dans la cellule, où l'hétérojonction est principalement localisée dans la région pérovskite. De façon intéressante, aucune jonction évidente n'a été trouvée à l'interface pérovskite/couche de transport de trous, ce qui implique que la cellule peut ne pas être une cellule p-i-n. Pour les propriétés du défaut, quelques travaux ont été signalés. La densité de défauts de ces pérovskites mises en solution à basse température est aussi faible que 10 ¹⁵ cm ^-3 , ce qui contribue ainsi à la longue durée de vie du porteur. Récemment, un transport d'ions significatif dans le matériau a été trouvé, qui redistribuerait le dopage et le défaut dans la cellule, affectant ainsi le comportement photoélectrique et la stabilité.

Ces propriétés physiques jouent un rôle essentiel dans le fonctionnement de la cellule et doivent être bien comprises. Pour la cellule, la faible stabilité est la principale limitation à son développement ultérieur, et la stabilité physique a l'effet critique. On pense que, avec des efforts substantiels pour développer de nouveaux matériaux pérovskites hybrides et de nouvelles techniques de fabrication, une technologie photovoltaïque pérovskite fiable peut être réalisée à l'avenir.