HZB établit un nouveau record du monde pour les cellules solaires tandem CIGS-Pero
La cellule tandem combine CIGS et pérovskite et atteint une efficacité record certifiée de 24,6 %. © G. Farias Basulto / HZB
Les composants les plus importants sont clairement visibles au microscope électronique à balayage : sur la couche de contact se trouvent des cristaux granulaires de CIGS, au-dessus desquels se trouve une couche intermédiaire d'oxyde de zinc dopé à l'aluminium, au-dessus de laquelle se trouve la couche de pérovskite extrêmement fine (noir). Une couche d’oxyde de zinc dopé à l’indium et un revêtement antireflet ont été appliqués sur le dessus. © HZB
En combinant deux films minces semi-conducteurs pour former une cellule solaire tandem, des rendements élevés peuvent être obtenus avec une empreinte écologique minimale. Des équipes du HZB et de l'Université Humboldt de Berlin ont maintenant présenté une cellule tandem composée de CIGS et de pérovskite, qui détient le nouveau record du monde avec une efficacité de 24,6 %. Cette valeur a été certifiée par l'Institut Fraunhofer pour les systèmes d'énergie solaire ISE.
Les cellules solaires à couches minces nécessitent peu d’énergie et de matériaux pour être produites et se caractérisent donc par une très faible empreinte écologique. Outre les cellules solaires au silicium bien connues et leaders du marché, il existe également des cellules solaires à couche mince, par exemple à base de cuivre, d'indium, de gallium et de sélénium, appelées cellules CIGS. Les films minces CIGS peuvent même être appliqués sur des substrats flexibles.
Des experts du HZB et de l'Université Humboldt de Berlin ont désormais développé une nouvelle cellule solaire tandem qui combine une cellule inférieure en CIGS avec une cellule supérieure à base de pérovskite. En améliorant les couches de contact entre les cellules supérieures et inférieures, il a été possible d’augmenter l’efficacité à 24,6 %. Il s'agit du record mondial actuel, la valeur a été certifiée par l'Institut Fraunhofer pour les systèmes d'énergie solaire ISE à Fribourg.
Comme toujours, ce record n'a pu être atteint que grâce à un travail d'équipe réussi : la cellule supérieure a été produite par l'étudiant en master de la TU Berlin, Thede Mehlhop, sous la direction de Stefan Gall. La couche absorbante en pérovskite provient du laboratoire commun du HZB et de l'Université Humboldt de Berlin. La sous-cellule CIGS et les couches de contact ont été fabriquées par le chercheur du HZB Guillermo Farias Basulto. Il a également utilisé la puissante installation de cluster KOALA, qui permet le revêtement de pérovskites et de couches de contact sous vide au HZB.
« Au HZB, nous disposons de laboratoires hautement spécialisés et également d'experts qui offrent des performances de pointe dans leur domaine. « Avec cette cellule tandem qui bat un record du monde, ils ont une fois de plus montré à quel point leur collaboration est fructueuse », déclare le professeur Rutger Schlatmann, porte-parole du département d'énergie solaire de la HZB.
Le record désormais battu n'est pas le premier record du monde chez HZB : les équipes HZB ont déjà atteint plusieurs fois des records du monde avec des cellules solaires tandem, plus récemment avec des cellules solaires tandem silicium-pérovskite, mais aussi avec la combinaison CIGS-pérovskite.
« Nous sommes convaincus que les cellules tandem CIGS-pérovskite peuvent atteindre des rendements bien supérieurs, probablement supérieurs à 30 % », déclare le professeur Rutger Schlatmann.
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