Les matériaux pérovskites sont généralement composés de composants organiques et inorganiques. Cette combinaison unique se traduit par d'excellentes propriétés optoélectroniques, telles qu'un coefficient d'absorption élevé, une longue longueur de diffusion des porteurs et une bande interdite réglable. Ces propriétés font des pérovskites des matériaux idéaux pour les applications de cellules solaires.
Les cellules solaires à pérovskite fonctionnent selon le principe de l'effet photovoltaïque. Lorsque la lumière du soleil frappe la couche de pérovskite, les photons sont absorbés, générant des porteurs de charge mobiles (électrons et trous). Ces porteurs de charge sont ensuite collectés par les couches de transport d’électrons et de trous, créant ainsi un courant électrique.
Les cellules solaires à pérovskite offrent plusieurs avantages par rapport aux cellules solaires traditionnelles à base de silicium. Ils sont légers, flexibles et peuvent être traités à basse température, ce qui les rend faciles à fabriquer. De plus, les matériaux utilisés dans les PSC sont abondants et peu coûteux, ce qui réduit encore les coûts de production.
Même si les PSC ont montré un grand potentiel en termes d’efficacité et de rentabilité, leurs problèmes de stabilité ont limité leur commercialisation. Les matériaux pérovskites sont sensibles à l’oxygène, à l’humidité et à la chaleur, ce qui peut entraîner une dégradation et une perte de performances au fil du temps. Les chercheurs explorent activement diverses stratégies pour améliorer la stabilité des CSP, telles que les techniques d'encapsulation, le dopage et l'ingénierie interfaciale.
Un autre aspect important de la conversion et du stockage de l’énergie solaire est le développement de systèmes efficaces de stockage d’énergie. Actuellement, les batteries lithium-ion constituent la technologie dominante pour le stockage d’énergie à grande échelle. Cependant, ils présentent des limites en termes de densité énergétique, de durée de vie et de sécurité.
Les matériaux pérovskites ont également été étudiés pour leur potentiel dans les applications de stockage d'énergie. Ils présentent une densité énergétique élevée et peuvent être utilisés dans différents types de batteries, notamment les cellules solaires, les batteries métal-air et les batteries à semi-conducteurs. Cependant, la commercialisation des batteries à base de pérovskite en est encore à ses débuts et des recherches supplémentaires sont nécessaires pour améliorer leurs performances et leur durabilité.
La combinaison de cellules solaires pérovskites à haut rendement et de systèmes de stockage d’énergie efficaces constitue une approche prometteuse pour le développement de systèmes intégrés de conversion et de stockage de l’énergie solaire. De tels systèmes pourraient permettre la capture et le stockage efficaces de l’énergie solaire, fournissant ainsi une source d’énergie renouvelable fiable et durable.
