Des chercheurs de l'Université de Manchester utilisent des particules de polystyrène plutôt que des polymères coûteux pour fabriquer la prochaine génération de cellules solaires, qui servent à fabriquer des panneaux solaires, plus stable et encore moins cher.

Le déménagement pourrait réduire considérablement le coût de production et de fabrication des cellules solaires, rendre l'électricité moins chère à l'avenir pour le public à un moment où les prix de l'énergie augmentent.

La recherche, publié par la Royal Society of Chemistry dans la revue Nanoéchelle , montre comment les scientifiques de l'Université de Manchester utilisent des particules de microgel de polystyrène isolant pour réduire les coûts et améliorer la stabilité des cellules solaires à pérovskite ou PSC.

Les PSC sont un nouveau type de panneaux solaires et sont considérés comme l'une des dix premières technologies émergentes par le Forum économique mondial. C'est parce qu'ils ont des augmentations sans précédent de leur taux d'efficacité de conversion de puissance et ont potentiellement un coût par watt relativement faible.

Les panneaux solaires sont désormais monnaie courante sur les maisons et les bâtiments à travers le Royaume-Uni, mais leur utilisation généralisée est encore entravée par des coûts de production élevés. Ces panneaux photovoltaïques (PV) traditionnels incorporent du silicium pour récolter la lumière qui est convertie en énergie mais c'est un coût cher, matière énergivore à produire. Des recherches récentes se sont tournées vers les PV utilisant un composé moins cher, pérovskite, comme couche de récolte de lumière au lieu de silicium.

L'efficacité de conversion d'énergie PSC approche maintenant de la parité avec la technologie solaire photovoltaïque établie, qui a mis des décennies à atteindre. Donc, avec le potentiel d'atteindre des rendements encore plus élevés dans un temps beaucoup plus court et leurs coûts de production relativement bas, Les PSC deviennent maintenant plus attrayantes sur le plan commercial.

Cependant, les PSC actuels utilisent généralement de la pérovskite aux halogénures organométalliques (OHP) comme absorbeur de lumière, qui se dégrade facilement lorsqu'il est exposé à l'eau. Cela rend leur utilisation pratique limitée, surtout dans le climat britannique. Les cellules reposent également sur une couche de transport de trous, qui favorise le mouvement efficace du courant électrique après exposition au soleil. Mais la fabrication des matériaux organiques de transport de trous est très coûteuse et ceux-ci manquent de stabilité à long terme. C'est là qu'intervient l'utilisation de particules de microgel de polystyrène isolantes.

Pr Brian Saunders, Professeur de chimie des polymères et des colloïdes de la School of Materials de l'Université de Manchester, a déclaré : « Des recherches supplémentaires sont nécessaires pour exploiter pleinement le potentiel de la technologie PSC passionnante. examiner la meilleure façon de produire des PSC, les garder au sec et les rendre encore plus viables commercialement à l'avenir."

Il explique :« La couche de pérovskite dans les cellules solaires n'est pas intrinsèquement instable, mais la couche HTM requise l'est. Les couches HTM constituées de polymères agrégés sont minces mais elles sont également relativement chères et contribuent pour une part importante au coût total de la cellule solaire. Dans cette étude, nous avons utilisé du polystyrène, soit 1 dix millième du coût des polymères à produire, et est également hydrophobe, ce qui contribue à améliorer la stabilité des PSC. Dans l'ensemble, la stabilité améliorée et les coûts de production inférieurs l'emportent largement sur l'efficacité réduite."

À l'avenir, le professeur Saunders souhaite affiner davantage l'approche du microgel pour minimiser l'impact sur l'efficacité et travailler sur la réduction de la teneur en plomb toxique dans les PSC.