Cellules photovoltaique au perovskite

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Cellules photovoltaique au perovskite

Message par energy_isere » 31 janv. 2014, 17:03

Le fonctionnement d'un nouveau type de cellules solaires élucidé

31 Janv 2014 enerzine

Des chercheurs de l'EPFL ont levé le voile sur la façon dont de nouvelles cellules photovoltaïques, qui absorbent la lumière grâce à des semi-conducteurs de type pérovskite à base d'iodure de plomb, transfèrent les électrons le long de leur surface.
Cette découverte prouve qu'il s'agit de cellules solaires inédites et laisse présager des convertisseurs photovoltaïques plus efficaces.

La conversion de l'énergie photovoltaïque jouera un rôle déterminant dans l'avenir planétaire des énergies renouvelables. Or, l'efficacité des cellules solaires dépend fortement des matériaux utilisés pour absorber la lumière. Les nouveaux systèmes photovoltaïques pérovskites à base d'halogénure de plomb sont des procédés révolutionnaires dont le rendement dépasse les 16 %. Toutefois, la manière dont ces cellules s'y prennent pour transformer la lumière en courant électrique restait jusqu'ici obscure. Des scientifiques de l'EPFL expliquent dans Nature Photonics comment les charges générées voyagent à la surface de la pérovskite dans diverses structures de cellules solaires.

Les pérovskites à base d'halogénure de plomb sont depuis peu au coeur de toutes les attentions, car les cellules solaires basées sur ces semi-conducteurs présentant une efficacité de conversion très élevée et une tension inégalée de plus d'un Volt. Cependant, la méconnaissance de leur fonctionnement prétéritait leur future amélioration et le développement de nouvelles technologies plus productives.

...........
http://www.enerzine.com/1/16873+le-fonc ... cide+.html

Il y a justement un article sur ces cellules solaire à pérovskites dans LaRecherche de janv 2014, j' essaira de scanner quelque chose.

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Re: [Solaire] photovoltaique sans Silicium

Message par energy_isere » 03 févr. 2014, 20:06

Voici le rendement des cellules solaire, à l' extréme droite l' augmentation du rendement sur les cellules à Perovskites.

scan dans La Recherche Fevrier 2014
Vous ne pouvez pas consulter les pièces jointes insérées à ce message.

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Cellules photovoltaique au perovskite

Message par Pi-r2 » 03 févr. 2014, 22:13

c'est vraiment intéressant, d'autant que ça n'utilise pas de matériau très rare.
les bonnes idées triomphent toujours, c'est d'ailleurs à cela qu'on reconnait qu'elle étaient bonnes

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Re: [Solaire] photovoltaique sans Silicium

Message par Silenius » 18 août 2014, 23:21

Justement, avec le plomb recyclé contenu dans une batterie automobile on peut faire des panneaux Perovskite pour 30 habitations : voir la vidéo http://www.greencarcongress.com/2014/08 ... lcher.html

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Re: [Solaire] photovoltaique sans Silicium

Message par mobar » 29 sept. 2014, 16:18

Silenius a écrit :Justement, avec le plomb recyclé contenu dans une batterie automobile on peut faire des panneaux Perovskite pour 30 habitations : voir la vidéo http://www.greencarcongress.com/2014/08 ... lcher.html

L'EPFL produit en labo directement de l'hydrogène solaire avec des cellules de perovskite

http://www.enerzine.com/603/17677+du-so ... ares+.html
Au Laboratoire de photonique et interfaces de l'EPFL, dirigé par Michael Grätzel, on ne s'est pas contenté d'inventer les cellules solaires à colorant, qui imitent la photosynthèse des plantes. Depuis plusieurs années, on s'intéresse également à la mise au point de processus visant à l'extraction d'hydrogène par électrolyse de l'eau. Soit en utilisant des cellules photo- électrochimiques, qui séparent directement l'eau en hydrogène et oxygène sous l'effet de la lumière, soit en combinant des cellules, qui produisent de l'électricité, à un electrolyseur qui sépare les molécules d'eau.

C'est en recourant à un montage de ce type que Jingshan Luo, post-doctorant au laboratoire du professeur Grätzel, a pu obtenir un rendement si spectaculaire qu'il lui vaut une publication, aujourd'hui, dans la prestigieuse revue Science. Son dispositif convertit en énergie électrique 12,3% de celle que le soleil diffuse sur ses capteurs à perovskite – un cristal que l'on peut obtenir en laboratoire à partir de matériaux courants, du genre de ceux utilisés dans les batteries d'automobile.
http://spectrum.ieee.org/energywise/gre ... rogen-hope
https://youtu.be/0pK01iKwb1U
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Re: [Solaire] photovoltaique sans Silicium

Message par Silenius » 29 sept. 2014, 23:07

L'innovation est sur l'électrolyseur, car leur cellule solaire ne tient qu'un mois. Il n'y a pas grand intérêt a associer les deux dans un dispositif unique.

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Re: [Solaire] photovoltaique sans Silicium

Message par energy_isere » 29 sept. 2014, 23:48

Fil dedié pour ce matériaux prometteur !

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Re: [Solaire] photovoltaique sans Silicium

Message par energy_isere » 29 sept. 2014, 23:55

mobar a écrit :
L'EPFL produit en labo directement de l'hydrogène solaire avec des cellules de perovskite
.....
et ben justement non.

L' article explique qu' il faut associer 2 cellules au perovskite pour ensuite electrolyser.
Relisez attentivement. C 'est donc indirect via l'electricité.

Le seul interet (et non des moindres) est qu' il faut associer 2 cellules au perovskite pour avoir une tension d'electrolyse sufisante, alors qu' avec des cellules au Silicium il en faut trois.

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Re: [Solaire] photovoltaique sans Silicium

Message par mobar » 30 sept. 2014, 05:46

energy_isere a écrit :
mobar a écrit :
L'EPFL produit en labo directement de l'hydrogène solaire avec des cellules de perovskite
.....
et ben justement non.

L' article explique qu' il faut associer 2 cellules au perovskite pour ensuite electrolyser.
Relisez attentivement. C 'est donc indirect via l'electricité.

Le seul interet (et non des moindres) est qu' il faut associer 2 cellules au perovskite pour avoir une tension d'electrolyse sufisante, alors qu' avec des cellules au Silicium il en faut trois.
Le prix serait aussi selon certains un élément important ;)
une autre piste le couplage silicium-perovskite et un rendement doublé dans la ligne de mire
La pérovskite pourrait faire irruption sur le marché dans une dizaine d’années et diviser par deux le prix des cellules utilisées dans les panneaux solaires. En attendant, le groupe de Lausanne et ses collègues asiatiques se sont attelés à un autre challenge: coupler une cellule en silicium à une autre en pérovskite. «Ce sera très, très difficile à réaliser. Mais le jeu en vaut la chandelle», souligne Jacky Even. Car ces deux matériaux captent chacun des couleurs différentes de la lumière solaire, et sont donc complémentaires. «Ce tandem pourrait offrir des rendements proches de 30%.»
https://youtu.be/0pK01iKwb1U
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Re: [Solaire] photovoltaique sans Silicium

Message par energy_isere » 14 mars 2015, 20:32

Record de rendement de conversion photovoltaïque pour la pérovskite

Par Philippe Passebon publié le 16/01/2015

Un nouveau rendement record de 20,1 % a été obtenu en laboratoire avec une cellule photovoltaïque à base de pérovskite par le Korean Research Institute of Chemical Technology. Un travail salué par le magazine Nature le 7 janvier 2015.

La perovskite fait référence à une famille de matériaux dont la structure cristalline , dite ABX3, combine des ions métalliques et des ions oxygènes. Les chercheurs ont mélangé une structure pérovskite qui donnait déjà de bons rendements – le bromide de méthyl-ammonium de plomb (CH3NH3-Pb-Br3) avec un composé perovskite similaire mais moins connu– l’iodide de formamidinium de plomb (CHN2-Pb-I3). Celui-ci absorbe plus loin dans l’infrarouge. Les chercheurs ont établi que le meilleur rendement était obtenu pour le mélange à 85 % de formamidinium et 15 % de méthylammonium. La cellule résultante a obtenu un rendement moyen de 18,4 % sous une lumière de 100 miliwatts, et même un rendement record pour la filière de 20,1 % de conversion de l’énergie lumineuse en électricité, validé par le National Renewable Energy Laboratory (NREL). Par ailleurs, la cellule s’est montrée plus résistante et stable dans sa production d’énergie.

Ce nouveau record rapproche la technologie photovoltaïque à base de pérovskite du rendement des cellules en silicium en laboratoire, de 26 %, qui sont 5 fois plus chères à produire. En cinq ans, la technologie est passée de quelques points de rendement à maintenant 20 points, soit une croissance bien plus rapide que toutes les autres filières. En Angleterre, la start-up Oxford Photovoltaics prévoit qu’elle pourra produire dès 2017 des vitres teintées pour équiper les facades de bâtiment, et vient de lancer un pilote de fabrication.
http://www.industrie-techno.com/record- ... kite.35644

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Re: [Solaire] photovoltaique sans Silicium

Message par energy_isere » 12 juil. 2015, 13:05

15% de rendement pour une cellule au Perovskite de 1 cm2.

le record à 20% du post au dessus n'était que pour une petite surface de 9.5 mm2.
Perovskite Solar Cell Record — First Certified Conversion Efficiency Of 15% For Cell Greater Than 1 CM Square

July 8th, 2015 by James Ayre

Yet another new “breakthrough” was made in the field of pervoskite solar cells — with a conversion efficiency of 15% in a cell greater than 1 cm square in size being certified by the Calibration, Standards and Measurement Team at the Research Center for Photovoltaics, National Institute of Advanced Industrial Science and Technology.

The new pervoskite solar cell was created by researchers at the Photovoltaic Materials Unit at the National Institute for Materials Science (NIMS, Sukekatsu Ushioda, president) — led by Dr Liyuan Han.


As most high conversion efficiencies achieved to date using perovskite solar cells have been via small-sized cells (about 0.1 cm2) not suited for actual use, the new certified record represents one more step towards potential widespread commercial use of the technology. (The current record for small cells is 20.1% conversion efficiency — the measurement error range was large for that, though, due to the size of the cell used, 0.0955 cm2.)

The new cells were given the high conversion efficiency via the control of the morphology of the pervoskite layer via the use of a new fabrication method.
.......................
http://cleantechnica.com/2015/07/08/per ... cm-square/

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Re: [Solaire] photovoltaique sans Silicium

Message par energy_isere » 24 nov. 2015, 17:48

Les chercheurs Suisses de l' EMPA empilent un film au Perovskite sur du CIGS le tout sur substrat plastique !

Ca fait un cellule en tandem sur substrat bon marché.

Ca reste du labo, mais voir la news en entier ici :
http://www.enerzine.com/1/18881+la-pile ... eure+.html

c'est prometteur car :
......cette cellule solaire tandem a atteint un taux de conversion de l'énergie solaire en électricité de 20,5%. Elle fait ainsi jeu égal avec les meilleures cellules solaires produites jusqu'ici dans le monde.
..............

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Re: [Solaire] photovoltaique sans Silicium

Message par energy_isere » 22 janv. 2016, 13:36

encore quelques avancées dans les cellules au perovskite à l' EPFL Suisse :
http://www.enerzine.com/1/19011+des-cel ... ence+.html

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Re: [Solaire] photovoltaique sans Silicium

Message par energy_isere » 21 mars 2016, 21:10

Des cellules solaires en pérovskite atteignent un rendement de 21,1%

21 Mars 2016 enerzine

Des scientifiques de l'EPFL sont parvenus à la plus haute reproductibilité jamais atteinte pour des cellules solaires en pérovskite, combinée avec un rendement qui repousse les limites à 21.1% dans des conditions d'utilisation normales.

Les cellules solaires en pérovskite sont très prometteuses en termes d'énergie solaire rentable. Toutefois, la stabilité thermique pose problème, car elle peut limiter de manière significative le rendement d'une cellule solaire à long terme. Une équipe de scientifiques conduits par le laboratoire de Michael Grätzel à l'EPFL ont réussi à développer une cellule solaire en pérovskite contenant du césium qui a atteint un rendement de 21,1%, ainsi qu'un record mondial de reproductivité. Ce travail est publié dans Energy and Environmental Science.

En ajoutant du césium, les scientifiques de l'EPFL, dirigés par le post-doctorant Michael Saliba, ont élaboré le premier composé de pérovskite à triple-cations (Cs/MA/FA). Les nouveaux films sont plus stables à la chaleur et moins affectés par les variables fluctuantes d'environnement, telles que la température, les vapeurs de solvants ou le protocole de chauffage utilisé pour le dispositif. Mais plus important, ils attestent de rendements de conversion stabilisés de 21,1%, et des taux de sortie de 18% dans des conditions opérationnelles, même au-delà de 250 heures.

«C'est une percée absolue» dit Michael Saliba. «Ces propriétés sont décisives en vue de la commercialisation de photovoltaïque à pérovskites, particulièrement dans la mesure où la reproductibilité et la stabilité sont les principales exigences d'une production rentable et à grande échelle de cellules solaires à pérovskite.»

[En savoir plus]

Cette étude résulte d'une collaboration des laboratoires suivants de l'EPFL: Laboratoire de photonique et interfaces, Laboratoire des sciences photomoléculaires, Groupe pour la génie moléculaire des matériaux fonctionnels et Panasonic Corporation.

Le projet a été financé par le septième programme-cadre de recherche et de développement technologique de l'Union européenne, le SNSF-NanoTera (SYNERGY) et l'Office fédéral suisse de l'énergie (SYNERGY), le CCEM-CH, et le King Abdulaziz City for Science and Technology (KACST).

Source

Saliba M, Matsui T, Seo J-Y, Domanski K, Correa-Baena J-P, Nazeeruddin MK, Zakeeruddin SM, Tress W, Abate A, Hagfeldt A, Grätzel M. Cesium-containing Triple Cation Perovskite Solar Cells: Improved Stability, Reproducibility and High Efficiency.Energy and Environmental Science 16 March 2016. DOI: 10.1039/C5EE03874J
http://www.enerzine.com/1/19155+des-cel ... 1pct+.html

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Re: [Solaire] photovoltaique sans Silicium

Message par energy_isere » 19 avr. 2016, 21:29

Un record pour une cellule mixte Perovskite et Silicium avec 25.5 % de rendement au stade expérimental !
par le Hong Kong Polytechnic University

Perovskite-silicon tandem solar cells claim record efficiency

April 14, 2016 By PAUL BUCKLEY

The Hong Kong Polytechnic University (PolyU) has developed perovskite-silicon tandem solar cells that lay claim to the world's highest power conversion efficiency of 25.5%.


Perovskite solar cells first appeared in 2009 with an efficiency of 3.8%. With the outstanding photovoltaic properties, perovskite solar cell has become a subject of vigorous research for sustainable power generation, with researchers around the world finding new ways to increase its energy conversion efficiency. It has currently established itself as one of the most promising solar cell materials.

The research team in the Department of Electronic and Information Engineering led by Professor Charles Chee Surya, Clarea Au Endowed Professor in Energy, has recently made this world record with innovative means to enhance energy conversion efficiency. With this innovation, it is estimated that solar energy can be generated at cost of HK$2.73/W, compared with HK$3.9/W at present generated by existing silicon solar cells available in the market.

As there are different wavelengths for solar energy, a combination of different materials for making solar cells would work best for energy absorption. For example, methylammonium lead tri-halide perovskite and silicon solar cells can form a complementary pair. With the perovskite solar cell functioning as a top layer, it can harvest the short wavelength photons while the bottom layer coated with silicon is designed to absorb the long wavelength photons. PolyU's research team maximizes efficiency by making use of this feature with three innovations.


Firstly, the team discovered a chemical process - low-temperature annealing process in dry oxygen to reduce the impact made by perovskite defects. Secondly, the team fabricated a tri-layer of molybdenum trioxide / gold / molybdenum trioxide with optimized thickness of each layer, making it transparent for light to go into the bottom silicon layer under perovskite layer. Finally, by mimicking the surface morphology of the rose petals, a haze film, developed by Dr Zijian Zheng of PolyU Institute of Textiles and Clothing, has been applied as the top layer of the solar panel to trap more light.

All three innovative approaches help enhance energy conversion efficiency. Professor Shen Hui of Sun Yat-sen University and Shun De SYSU Institute for Solar Energy, who excelled in the fabrication high-efficiency silicon cells, was responsible for the design and fabrication of the bottom silicon cell.

http://www.polyu.edu.hk
http://www.smart2zero.com/news/perovski ... efficiency

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