Les cellules solaires à pérovskite ont attiré une attention considérable dans le domaine des énergies renouvelables en raison de leur remarquable efficacité de conversion d’énergie et de leurs faibles coûts de production. Les films à l’échelle atomique, obtenus à l’aide de techniques d’imagerie avancées telles que la microscopie à effet tunnel, fournissent des informations précieuses sur le comportement des matériaux pérovskites à l’échelle nanométrique. Ces films mettent en lumière les facteurs cruciaux qui influencent les performances des cellules solaires à pérovskite.

Caractérisation des défauts : Les films atomiques révèlent la présence, la répartition et les types de défauts dans les matériaux pérovskites. Ces défauts peuvent agir comme des centres de recombinaison de charges, entravant le transport efficace des porteurs de charge. En visualisant ces défauts, les chercheurs peuvent mieux comprendre comment réduire leur impact et améliorer les performances des appareils.

Dynamique à l'échelle atomique : Les films capturés au niveau atomique révèlent le comportement dynamique des ions et des molécules dans les matériaux pérovskites. Ces processus dynamiques comprennent la migration des ions, les transitions de phase et les réarrangements de réseau. Comprendre ces dynamiques fournit des informations sur la stabilité des matériaux, les mécanismes de dégradation et la relation entre les changements structurels et les performances des dispositifs.

Transfert de charges interfacial : Les cellules solaires à pérovskite impliquent souvent plusieurs couches de matériaux différents ayant des propriétés électroniques distinctes. Les films atomiques permettent de visualiser les processus de transfert de charge à ces interfaces. Ces informations sont cruciales pour optimiser les propriétés interfaciales, minimiser la recombinaison de charges et améliorer le flux de porteurs de charge au sein du dispositif.

Mécanismes d'auto-guérison : Certains matériaux pérovskites présentent des propriétés d’auto-guérison uniques, dans lesquelles les défauts et les distorsions structurelles peuvent se réparer spontanément. Les films atomiques fournissent une preuve directe de ces processus d’auto-guérison, contribuant ainsi au développement de cellules solaires à pérovskite stables et durables.

En capturant et en analysant des films à l’échelle atomique, les chercheurs acquièrent un niveau de compréhension sans précédent sur les processus fondamentaux qui ont un impact sur l’efficacité et la stabilité des cellules solaires à pérovskite. Ces connaissances contribuent à optimiser les architectures des dispositifs, l'ingénierie des matériaux et les techniques de fabrication, ouvrant la voie à des dispositifs photovoltaïques à base de pérovskite encore plus performants et plus efficaces.