Des scientifiques de Grande-Bretagne, de Chine et de Suisse ont développé un nouveau matériau pour cellules solaires à pérovskite, capable de générer de l'électricité à partir de sources lumineuses artificielles. Ces cellules innovantes sont optimisées pour capter les spectres spécifiques de l'éclairage de bureau, ouvrant la voie à l'alimentation d'appareils de petite taille tels que les télécommandes et divers capteurs, réduisant ainsi la dépendance aux batteries traditionnelles.
La pérovskite, un matériau reconnu pour son efficacité élevée, a été au cœur de cette avancée. Cependant, la stabilité de ce matériau a longtemps constitué un défi majeur, principalement en raison de défauts cristallins appelés défauts « cap », qui entravent la circulation des électrons et provoquent une dégradation. Pour surmonter ces obstacles, les chercheurs ont mis au point une approche combinant trois additifs chimiques, dont le chlorure de rubidium (RbCl). Cette combinaison a permis une croissance cristalline plus homogène avec une déformation minimale, améliorant significativement la stabilité et la performance des cellules solaires.
Les nouvelles cellules photovoltaïques à pérovskite ont démontré une efficacité record en laboratoire, convertissant 37,6 % de la lumière artificielle en électricité dans des conditions de test spécifiques. Leur durabilité a également été mise en évidence par la préservation de 92 % de leur capacité de production après 100 jours d'utilisation. Même soumises à des tests rigoureux de 300 heures à haute température (55 °C) et sous un éclairage intense, ces nouvelles cellules ont conservé 76 % de leur capacité initiale, une amélioration notable par rapport aux cellules à pérovskite conventionnelles dont l'efficacité chutait à 47 % dans des conditions similaires.
L'intégration du chlorure de rubidium (RbCl) s'est avérée particulièrement bénéfique. Des études montrent que le RbCl favorise une croissance plus dense des films de pérovskite, réduit les défauts volumiques et supprime la recombinaison non radiative, améliorant ainsi les performances globales des dispositifs. Le RbCl aide également à stabiliser la phase pérovskite en formant une phase intermédiaire avec le PbI2. D'autres recherches ont également exploré l'utilisation de cations organiques hydrophobes pour créer des pérovskites bidimensionnelles (2D), qui offrent une meilleure stabilité contre l'humidité et la chaleur par rapport à leurs homologues tridimensionnels.
Les développeurs sont optimistes quant à la longévité de ces nouvelles cellules, prévoyant une durée de vie de plus de cinq ans. Des négociations sont en cours avec des partenaires industriels pour la production en série et le lancement sur le marché, ce qui témoigne de la confiance dans la viabilité commerciale de cette technologie. Cette innovation est particulièrement pertinente à l'heure actuelle, offrant une solution prometteuse pour l'alimentation des appareils connectés dans les environnements intérieurs, réduisant ainsi le besoin de remplacements fréquents de batteries et ouvrant de nouvelles perspectives pour l'Internet des objets et les technologies de maison intelligente.