Les pérovskites sont une classe de matériaux constitués de matériaux organiques liés à un métal. Leur structure et leurs propriétés fascinantes ont propulsé les pérovskites à l'avant-garde de la recherche sur les matériaux, où ils sont étudiés pour une utilisation dans une large gamme d'applications. Les pérovskites aux halogénures métalliques sont particulièrement populaires, et sont envisagés pour une utilisation dans les cellules solaires, Lumières LED, laser, et photodétecteurs.

Par exemple, le rendement de conversion d'énergie des cellules solaires à pérovskite (PSC) est passé de 3,8% à 25,5% en seulement dix ans, surpassant les autres cellules solaires à couche mince, y compris les leaders du marché, silicium polycristallin.

Les pérovskites sont généralement fabriquées en mélangeant et en superposant divers matériaux ensemble sur un substrat conducteur transparent., qui produit mince, films légers. Le processus, connu sous le nom de "dépôt chimique, " est durable et relativement rentable.

Mais il y a un problème. Depuis 2014, Les pérovskites aux halogénures métalliques ont été fabriquées en mélangeant des cations ou des halogénures avec du formamidinium (FAPbI 3 ). La raison en est que cette recette se traduit par une efficacité de conversion de puissance élevée dans les cellules solaires à pérovskite. Mais en même temps, la phase la plus stable de FAPbI3 est photoinactive, ce qui signifie qu'il ne réagit pas à la lumière, contrairement à ce que devrait faire un récupérateur d'énergie solaire. En outre, les cellules solaires fabriquées avec FAPbI3 présentent des problèmes de stabilité à long terme.

Maintenant, chercheurs dirigés par Michael Grätzel et Anders Hafgeldt à l'EPFL, ont développé une méthode de dépôt qui surmonte les problèmes de formamidinium tout en maintenant la conversion élevée des cellules solaires à pérovskite. L'ouvrage a été publié dans Science .

Dans la nouvelle méthode, les matériaux sont d'abord traités avec une vapeur de thiocyanate de méthylammonium (MASCN) ou de thiocyanate de formamidinium FASCN. Ce réglage innovant rend le FAPbI photoinactif 3 films de pérovskite aux photosensibles souhaités.

Les scientifiques ont utilisé le nouveau FAPbI 3 films pour fabriquer des cellules solaires à pérovskite. Les cellules ont montré une efficacité de conversion de puissance de plus de 23% et une stabilité opérationnelle et thermique à long terme. Ils présentaient également une faible perte de tension en circuit ouvert (330 mV) et une faible tension d'allumage (0,75 V) d'électroluminescence.