Les cellules solaires organiques (OSC), qui utilisent des matériaux organiques pour convertir la lumière du soleil en électricité, sont un candidat intéressant pour le futur photovoltaïque. Cela est dû à plusieurs de leurs caractéristiques souhaitables, telles que leur légèreté, leur flexibilité, leur malléabilité et, surtout, leur efficacité de conversion de puissance élevée (PCE). Ces qualités les rendent idéales pour une large gamme d'applications.

Malgré leur énorme potentiel de commercialisation, cependant, il y a un hic. La plupart des OSC sont produits à l'aide d'une technique appelée "spin coating", qui permet des PCE élevés mais rend l'évolutivité médiocre. De plus, les OSC à électrodes flexibles utilisent de l'oxyde d'indium et d'étain (ITO), ce qui les rend coûteux et trop fragiles pour réaliser des modules de grande surface. Ainsi, si la promesse commerciale des OSC doit se réaliser, elles doivent surmonter leur dépendance vis-à-vis des ITO.

C'est là qu'interviennent le Dr Hongkyu Kang et le professeur Kwanghee Lee du Gwangju Institute of Science and Technology (GIST) en Corée. Dans leur article sur Advanced Energy Materials ils ont proposé une nouvelle méthode pour créer des OSC à l'aide d'oxyde de zinc (ZnO) qui a surmonté les problèmes de coût et d'évolutivité sans comprendre le PCE.

En particulier, cette recherche était le résultat d'une collaboration industrie-université, dans laquelle GIST a développé la technologie originale pour la première fois en Corée et l'a transférée à MSWAY Co., Ltd., qui était entièrement dépendante des importations étrangères en tant que marché intérieur. la production d'électrodes à base d'ITO était impraticable. Avec la nouvelle technologie, on s'attend à ce qu'une chaîne de valeur soit établie pour la commercialisation des OSC avec des entreprises de construction et d'équipement, renforçant la valeur de la recherche conjointe industrie-université.

L'équipe a utilisé du ZnO pulvérisé et une couche de nanoparticules de ZnO obtenues par une technique de « revêtement à la lame » pour créer une bicouche uniforme sur une électrode à film d'argent ultra-mince. "L'électrode à film d'argent ultra-mince avec bicouche ZnO a la flexibilité, la mouillabilité et l'énergie de surface élevée de l'ITO mais n'est ni cassante ni coûteuse. Cela facilite l'utilisation de ZnO pour la fabrication de cellules solaires organiques et le développement d'une technologie d'impression pour l'énergie solaire à grande surface. technologie cellulaire », explique le Dr Kang.

Les nouveaux OSC à base de bicouche ZnO ont démontré une efficacité de 7,67 % pour une surface de module de 528 cm ² , ce qui en fait l'OSC de grande surface le plus efficace par rapport aux recherches précédentes. Cela était dû à la réduction de la "recombinaison" des porteurs de charge dans les OSC par les nanoparticules cristallines de ZnO qui, à leur tour, amélioraient leur tension en circuit ouvert, c'est-à-dire PCE.

La création de ces OSC sans ITO avec une grande surface et la même flexibilité et efficacité que celles des OSC basés sur ITO peut changer la donne pour l'avenir de la technologie des cellules solaires. "Notre méthode ouvre les portes à l'utilisation commerciale de ces OSC, comme leur intégration dans les murs et les fenêtres des bâtiments pour réaliser des bâtiments autonomes", explique le professeur Lee. En effet, la supériorité des OSC de grande surface en termes de potentiel commercial et d'efficacité peut inaugurer une nouvelle ère de production d'électricité et nous aider dans la lutte contre le changement climatique. + Explorer plus loin

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