Des chercheurs chinois ont mis au point un nouveau traitement dit « de guérison » pour améliorer les performances des cellules solaires tandem pérovskite-silicium. Ces cellules combinent des matériaux à base de pérovskite et de silicium afin de capter davantage de lumière solaire et de la convertir en électricité. Le traitement a permis d’atteindre un rendement certifié de 30,77 %, une amélioration significative dans le domaine des cellules solaires, tout en renforçant la stabilité des dispositifs. Cette recherche a été dirigée par des scientifiques de l’Université de Nanjing et publiée dans la revue Nature Communications sous le titre Intervention de guérison pour améliorer le rendement et la stabilité des dispositifs tandem sur silicium texturé industriel. L’étude se concentre sur l’amélioration de la qualité des films de pérovskite déposés sur du silicium texturé industriel, un matériau couramment utilisé dans les cellules solaires. Le silicium texturé présente à sa surface des micro-pyramides qui réduisent la réflexion de la lumière et aident à capter davantage d’énergie solaire, mais ces textures rendent difficile l’application uniforme des couches de pérovskite. Pour surmonter ce défi, les chercheurs ont utilisé un composé appelé thiocyanate de méthylammonium (MASCN) sur le film de pérovskite après sa formation. Ce traitement a favorisé une croissance cristalline supplémentaire tout en garantissant que la couche de pérovskite recouvre uniformément la surface du silicium texturé. Le processus a consisté à fabriquer des cellules solaires à partir de tranches de silicium de type n, à déposer des couches de silicium amorphe hydrogéné et d’oxyde d’indium-étain (ITO) pour la cellule inférieure, puis à appliquer de l’iodure de plomb et du bromure de césium sur la face avant. La couche supérieure en pérovskite a été formée à l’aide d’iodure et de bromure de formamidinium, avec application de MASCN par la suite pour renforcer sa structure. Après l’application du MASCN, les dispositifs ont été chauffés à 90 °C sous azote, puis recuits à 150 °C dans l’air. D’autres couches, comme un traitement de passivation, une couche de transport d’électrons en C60, de l’oxyde d’étain, une électrode transparente en oxyde d’indium-zinc (IZO), des contacts en argent et un revêtement antireflet en fluorure de magnésium, ont été ajoutées pour finaliser la structure de la cellule. Le dispositif final comprenait des couches telles qu’un contact arrière en argent, de l’ITO, la cellule de silicium inférieure, une seconde couche d’ITO, une couche de transport de trous en oxyde de nickel, une monocouche auto-assemblée et un absorbeur pérovskite à large bande interdite. Les chercheurs ont testé les cellules à l’aide de microscopie électronique à balayage et de mesures par rayons X pour évaluer la qualité du film et la structure cristalline. Les cellules pérovskite à large bande interdite ont atteint un rendement record de 21,1 %, contribuant au rendement tandem stable certifié global de 30,77 % et à une tension en circuit ouvert de 1,915 V sur une surface active de 1,164 cm². Un dispositif encapsulé a conservé ses performances initiales après 3 400 heures de fonctionnement continu dans des conditions d’éclairage standard, démontrant la stabilité à long terme de cette nouvelle conception. Cette étude propose une technique prometteuse pour améliorer le rendement et la stabilité des cellules solaires tandem pérovskite-silicium, en s’attaquant aux principales limites de la technologie solaire actuelle.