Des chercheurs chinois ont réalisé une avancée significative dans le domaine des cellules solaires en utilisant des nanoparticules de bleu de Prusse (PB) pour améliorer l’efficacité et la stabilité des cellules solaires à pérovskite. Ces cellules, qui constituent une alternative prometteuse aux panneaux solaires traditionnels en silicium, atteignent désormais un rendement de conversion allant jusqu’à 26,9 %. Les chercheurs ont également créé des modules solaires de grande surface affichant un rendement certifié de 22,9 %, et les cellules ont démontré une bonne performance lors de tests simulant une exposition prolongée à la chaleur, à l’humidité et à la lumière. Le bleu de Prusse est un composé à base de fer et d’autres éléments, connu pour sa capacité à absorber la lumière visible et pour ses propriétés électrochimiques uniques. Bien qu’il ait déjà été exploré dans les cellules solaires à colorant, son potentiel dans les cellules à pérovskite n’avait pas encore été pleinement exploité. Les cellules solaires à pérovskite suscitent un grand intérêt car elles peuvent être fabriquées à l’aide de procédés plus simples et sont plus flexibles que les cellules traditionnelles. Cependant, elles souffrent souvent d’une instabilité et d’une dégradation des performances au fil du temps. Une équipe de l’Académie chinoise des sciences a étudié si les nanoparticules de PB pouvaient aider à résoudre ces problèmes dans les cellules solaires à pérovskite. Leurs résultats ont été publiés dans l’étude intitulée Prussian Blue in the Ion Dynamics of Perovskite Solar Cells, parue dans la revue Science. Les chercheurs ont utilisé des nanoparticules de PB pour stabiliser le matériau pérovskite, généralement composé d’iodure de plomb et de formamidinium. Cela a permis de réduire les défauts, de contrôler la croissance des cristaux et d’améliorer la structure globale du matériau. Les nanoparticules de PB ont joué un rôle clé dans la formation d’une structure cristalline plus stable dans le film pérovskite. Cette structure est essentielle pour une absorption efficace de la lumière et la production d’électricité. En limitant le mouvement des ions et en réduisant les défauts, les nanoparticules ont permis d’améliorer le flux des charges électriques et de minimiser les pertes d’énergie. Cette approche a également augmenté l’énergie nécessaire au déplacement des ions, rendant le matériau plus résistant à la dégradation causée par la chaleur, la lumière et les contraintes électriques. Les chercheurs ont testé les cellules solaires traitées au PB dans des configurations classiques et inversées, obtenant des gains d’efficacité notables dans les deux cas. Des modules solaires de plus grande taille, dont un sous-module inversé de 30 cm × 30 cm, ont également montré une bonne performance et une stabilité remarquable. Lors de tests en extérieur, les cellules traitées au PB ont affiché des performances similaires à celles des panneaux commerciaux en silicium sur une période de cinq mois, ce qui laisse entrevoir leur potentiel pour une fiabilité à long terme dans des conditions réelles. Bien que la durée de vie projetée des cellules ait été estimée grâce à des tests de vieillissement accéléré, les chercheurs soulignent la nécessité de mener d’autres tests à long terme pour confirmer ces résultats.