1. Bande interdite optimale : Les matériaux pérovskites ont une bande interdite réglable, qui permet une absorption efficace de la lumière solaire. La bande interdite des pérovskites peut être contrôlée avec précision en modifiant la composition du matériau, permettant ainsi d’optimiser l’absorption de la lumière pour différentes parties du spectre solaire. Cette possibilité de réglage permet aux PSC d’atteindre une efficacité élevée de récupération de la lumière.
2. Coefficient d'absorption élevé : Les matériaux pérovskites possèdent un coefficient d’absorption élevé, ce qui signifie qu’ils peuvent capturer et convertir efficacement la lumière en énergie électrique. La forte absorption est attribuée à la nature de bande interdite directe des pérovskites, où la transition des électrons de la bande de valence à la bande de conduction se produit directement sans impliquer aucun état intermédiaire. Ce coefficient d'absorption élevé contribue à une génération efficace de charges au sein de la couche de pérovskite.
3. Longues longueurs de diffusion des porteurs : Les matériaux pérovskites présentent de longues longueurs de diffusion des porteurs, ce qui est crucial pour un transport et une collecte efficaces des charges. Les longues longueurs de diffusion permettent aux porteurs de charge photogénérés (électrons et trous) de parcourir de plus longues distances avant de se recombiner, augmentant ainsi la probabilité d'atteindre les électrodes collectrices de charges. Cela conduit à des pertes de recombinaison réduites et à une efficacité améliorée de collecte des porteurs de charge.
4. Faible densité de défauts : Les matériaux pérovskites peuvent être transformés en films minces de haute qualité présentant de faibles densités de défauts. Les défauts de la couche de pérovskite peuvent agir comme des centres de recombinaison, réduisant ainsi l’efficacité de la cellule solaire. La faible densité de défauts dans les PSC minimise les voies de recombinaison non radiatives, permettant ainsi des durées de vie des porteurs de charge plus élevées et des performances améliorées du dispositif.
5. Transport à charge équilibrée : Les matériaux pérovskites présentent des propriétés de transport de charges équilibrées, ce qui signifie que les électrons et les trous peuvent se déplacer librement dans le matériau. Ce transport équilibré garantit que les porteurs de charge générés peuvent être transportés efficacement vers leurs électrodes respectives sans pertes significatives dues à la recombinaison de charges.
6. Ingénierie des interfaces : Les cellules solaires à pérovskite impliquent une ingénierie minutieuse des interfaces entre les différentes couches (pérovskite, couches de transport de charge, électrodes) pour minimiser les pertes d'énergie et améliorer l'extraction de charge. En optimisant les interfaces, une injection de charge efficace, une extraction et une recombinaison réduite peuvent être obtenues, améliorant encore l'efficacité du dispositif.
En combinant ces facteurs, les cellules solaires à pérovskite peuvent atteindre des rendements de conversion de puissance élevés et offrir le potentiel de dispositifs photovoltaïques à faible coût et hautes performances. Il convient toutefois de noter que les SSP sont toujours confrontées à des défis liés à la stabilité et à la performance à long terme, qui sont activement résolus grâce à la recherche continue et aux progrès technologiques.
