Alors que le changement climatique continue de se présenter comme la menace la plus pressante pour notre planète, les chercheurs s'efforcent de trouver des alternatives efficaces et propres aux combustibles fossiles. Au premier rang de ces recherches, il y a l'exploitation de l'énergie gratuite du soleil. Faire cela efficacement nécessite une connaissance approfondie des qualités des matériaux utilisés dans la construction des cellules solaires.

Dans un nouvel article publié dans The European Physical Journal Plus , Maykel Courel du Centro Universitario de los Valles (CUValles), Universidad de Guadalajara, Mexique, et co-auteurs, examinent les limites du matériau séléniure de sulfure d'antimoine, qui est devenu un candidat potentiel pour la fabrication de cellules solaires.

Un semi-conducteur, le séléniure de sulfure d'antimoine, a été étudié de manière intensive par des chercheurs travaillant sur des cellules solaires à couches minces, car les transitions optiques directes donnent au matériau un coefficient d'absorption élevé. Cependant, l'application du matériau aux appareils qui convertissent la lumière en électricité à l'aide de matériaux semi-conducteurs en est encore à ses débuts.

Actuellement, l'efficacité de ce matériau est au maximum autour de 10%, bien en dessous de 29%, l'efficacité maximale attendue pour ce type de technologie.

Les chercheurs ont entrepris de tester les facteurs limitants qui affectent cette efficacité, en se concentrant sur l'effet des mécanismes de perte sur les cellules de séléniure de sulfure d'antimoine à l'aide d'un modèle analytique.

L'équipe a découvert que pour les paramètres typiques choisis pour leurs simulations, la recombinaison électron-trou dans un substrat — connue sous le nom de recombinaison en masse — et la recombinaison d'interface qui se produit lorsque deux bandes interdites de semi-conducteur ont une forme décalée, sont les principaux problèmes qui dégradent les performances du dispositif.

Ils suggèrent que les scientifiques des matériaux travaillant sur la réduction des défauts à l'interface ou sur les défauts en vrac dans les dispositifs de séléniure de sulfure d'antimoine ne seraient pas en mesure d'obtenir des efficacités supérieures à 10 %. D'autre part, avec une durée de vie des porteurs supérieure à 100 nanosecondes avec une vitesse de recombinaison inférieure à 1 centimètre par seconde, l'efficacité d'une telle technologie pourrait dépasser 14 %. + Explorer plus loin

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