Sur le point de supplanter les cellules solaires à couches minces actuelles, Les cellules solaires à pérovskite semblent incarner une cellule solaire idéale à haut rendement et à faible coût. Cependant, ils ont une mauvaise stabilité à long terme, qui reste un défi. Des phénomènes particuliers se produisent dans les matériaux et dispositifs pérovskites, où des processus microscopiques très lents provoquent une sorte d'« effet mémoire ».

Par exemple, mesurer l'efficacité d'une cellule solaire à pérovskite peut dépendre de facteurs tels que la durée d'éclairage de l'appareil avant la mesure ou la manière dont la tension a été appliquée. Il y a quelques années, cet effet, connu sous le nom d'hystérésis courant-tension, conduit à des différends sur la détermination précise de l'efficacité des pérovskites. Un autre exemple de ces processus obscurs est une récupération (partielle) d'une cellule solaire précédemment dégradée pendant le cycle jour-nuit.

De tels effets sont une préoccupation lors de la mesure des performances des cellules solaires en fonction de la fréquence, qui est une mesure typique pour caractériser plus en détail ces dispositifs (spectroscopie d'impédance). Ils conduisent à des signaux importants à basses fréquences (Hz à mHz) et à des valeurs de capacité géantes (mF/cm ² ), y compris étrange, des valeurs négatives « non physiques » qui restent un casse-tête pour la communauté des chercheurs.

Maintenant, Les ingénieurs chimistes du laboratoire d'Anders Hagfeldt à l'EPFL ont résolu le mystère. Dirigé par Wolfgang Tress, un scientifique du laboratoire de Hagfeldt, ils ont constaté que les grandes capacités de pérovskite ne sont pas des capacités classiques au sens de stockage de charge, mais apparaissent simplement comme des capacités en raison du temps de réponse lent des cellules.

Les chercheurs le montrent par des mesures dans le domaine temporel et avec différentes vitesses de balayage de tension. Ils trouvent que l'origine de la capacité apparente est une modification lente du courant passant au contact des cellules solaires, qui est régulée par une lente accumulation de charge ionique mobile. Un courant qui augmente lentement apparaît comme une capacité négative dans les spectres d'impédance.

Les travaux mettent en lumière l'interaction entre l'effet photovoltaïque dans ces dispositifs et la conductivité ionique des matériaux pérovskites. Acquérir une compréhension aussi approfondie contribue à l'effort d'adaptation, cellules solaires stables à pérovskite.