Les panneaux solaires de la prochaine génération pourraient générer des coûts par kilowattheure nettement inférieurs grâce à ce développement technologique.
Deux tâches cruciales existent pour réaliser des cellules solaires polymères à haute efficacité :augmenter la plage d'absorption spectrale de la lumière et récolter efficacement les excitons photo-générés. Dans ce travail, Des cellules solaires en polymère à hétérojonction basées sur le transfert d'énergie par résonance de Förster (FRET) qui incorporent un colorant squaraine (SQ) ont été fabriquées et étudiées.
L'absorbance élevée de la squaraine dans la région du proche infrarouge élargit l'absorption spectrale des cellules solaires et aide à développer une nano-morphologie ordonnée pour un transport de charge amélioré. Des études spectroscopiques femtosecondes ont révélé un transfert d'énergie d'excitation très efficace (jusqu'à 96 %) à partir du poly(3-hexylthiophène), également connu sous le nom de P3HT, à la squaraine se produisant sur une échelle de temps de la picoseconde.
Une augmentation de 38% de l'efficacité de conversion de puissance a été réalisée pour atteindre 4,5%; cette découverte suggère que ce système a amélioré la migration des excitons sur de longues distances. Cette architecture transcende les systèmes multimix traditionnels, permettant à plusieurs matériaux donneurs avec des réponses spectrales distinctes de fonctionner en synergie, permettant ainsi une amélioration de l'absorption et de la conversion de la lumière. Cette découverte ouvre une nouvelle voie pour le développement de cellules solaires polymères à haut rendement.
Un nouveau mécanisme de transfert d'énergie a été exploité pour la première fois, permettant une récupération d'énergie nettement plus efficace dans les cellules solaires P3HT/colorant par rapport aux cellules solaires P3HT seules. Aussi, l'élargissement du spectre d'absorption de la lumière dans la région du proche infrarouge et le développement de pièces à l'échelle nanométrique pour la cellule solaire ont amélioré le dispositif.
Permettre à différents matériaux absorbant la lumière de travailler en synergie a conduit à des réseaux polymères bien ordonnés sans post-traitement.
Diagramme des niveaux d'énergie des composants de la cellule solaire à mélange ternaire mettant en évidence les voies de génération de charge.
Quelles sont les spécificités ?
