Présentation

Article

1 - CONTEXTE

2 - PÉROVSKITES HYBRIDES COMME ABSORBEURS DE LUMIÈRE DANS LES CELLULES SOLAIRES

3 - CELLULES SOLAIRES À BASE DE PÉROVSKITES HYBRIDES

4 - DIFFÉRENTES ARCHITECTURES DE CELLULES

5 - AUTRES MATÉRIAUX DES CELLULES

6 - CONCLUSION

7 - GLOSSAIRE

Article de référence | Réf : RE250 v1

Cellules solaires à base de pérovskites hybrides
Cellules solaires à base de pérovskites hybrides

Auteur(s) : Thierry PAUPORTÉ

Date de publication : 10 mai 2016

Pour explorer cet article
Télécharger l'extrait gratuit

Vous êtes déjà abonné ?Connectez-vous !

Sommaire

Présentation

Version en anglais En anglais

RÉSUMÉ

Transformer l'énergie solaire en électricité en utilisant des matériaux et des procédés à bas coût reste un défi. Les cellules solaires à pérovskites hybrides (PH), apparues très récemment, sont basées sur des matériaux aux propriétés opto-électroniques et structurales remarquables. Cet article montre comment les PH sont utilisées dans les cellules solaires et leurs différentes voies de préparation sont décrites. Les différentes architectures et structures de cellules sont expliquées. Enfin, les autres matériaux utilisés dans les cellules sont présentés et l'importance de leurs propriétés optiques et électroniques pour le bon fonctionnement des dispositifs est expliquée.

Lire cet article issu d'une ressource documentaire complète, actualisée et validée par des comités scientifiques.

Lire l’article

ABSTRACT

Converting solar energy into electricity using low-cost materials and processes remains challenging. The very recently emerging hybrid perovskite solar cells are based on materials with remarkable opto-electronic and structural properties. This article shows how these compounds are integrated in photovoltaic cells, and the various techniques used for their preparation are described. The various cell architectures reported in the literature are described. The other materials used in the devices are presented, and the importance of their optical and electronic properties for the efficient functioning of the devices is explained.

Auteur(s)

  • Thierry PAUPORTÉ : Directeur de recherche CNRS - Institut de recherche de Chimie-Paris, Chimie-Paristech, Paris, France

INTRODUCTION

Points clés[nbsp ]

Domaine : Cellules solaires photovoltaïques

Degré de diffusion de la technologie : Émergence | Croissance | Maturité

Technologies impliquées : Photovoltaïque, couches minces

Domaines d'application : Énergie, électricité

Principaux acteurs français :

Autres acteurs dans le monde :

Cet article est réservé aux abonnés.
Il vous reste 93% à découvrir.

Pour explorer cet article
Téléchargez l'extrait gratuit

Vous êtes déjà abonné ?Connectez-vous !


L'expertise technique et scientifique de référence

La plus importante ressource documentaire technique et scientifique en langue française, avec + de 1 200 auteurs et 100 conseillers scientifiques.
+ de 10 000 articles et 1 000 fiches pratiques opérationnelles, + de 800 articles nouveaux ou mis à jours chaque année.
De la conception au prototypage, jusqu'à l'industrialisation, la référence pour sécuriser le développement de vos projets industriels.

DOI (Digital Object Identifier)

https://doi.org/10.51257/a-v1-re250


Cet article fait partie de l’offre

Innovations technologiques

(176 articles en ce moment)

Cette offre vous donne accès à :

Une base complète d’articles

Actualisée et enrichie d’articles validés par nos comités scientifiques

Des services

Un ensemble d'outils exclusifs en complément des ressources

Un Parcours Pratique

Opérationnel et didactique, pour garantir l'acquisition des compétences transverses

Doc & Quiz

Des articles interactifs avec des quiz, pour une lecture constructive

ABONNEZ-VOUS

Version en anglais En anglais

3. Cellules solaires à base de pérovskites hybrides

3.1 Cellules solaires excitoniques

Dans ces cellules, la génération des électrons et des trous (lacunes d'électron) sous l'effet d'une irradiation de photons d'énergie suffisante (effet photoélectrique) se produit dans la couche de l'absorbeur. Ces charges doivent être séparées et être collectées. Sur un substrat isolant, celles-ci vont se recombiner, générant des photons d'énergie inférieure à l'énergie des photons incidents (photoluminescence) et de la chaleur (recombinaison non radiative). La séparation de charge est opérée grâce aux contacts sélectifs formés par deux autres phases adjacentes dont les niveaux énergétiques sont compatibles avec ceux de l'absorbeur. L'absorbeur est donc pris en sandwich entre deux autres phases (figure 6). Pour récupérer les électrons, un matériau possédant une bande d'énergie inférieure à la bande de conduction de l'absorbeur est utilisé (les électrons se déplaçant d'un niveau d'énergie supérieur vers un niveau d'énergie inférieur). Les électrons se déplaceront ensuite par diffusion jusqu'au contact électrique avant (CAv dans la figure 6). Ce matériau est appelé « transporteur d'électrons » (MTE dans la figure 6). D'autre part, les trous sont collectés et transportés par un matériau possédant une bande de valence d'énergie supérieure à celle de l'absorbeur. Ce matériau est appelé « matériau transporteur de trous » (MTT). Les trous se déplacent des niveaux d'énergie inférieurs vers des niveaux supérieurs. Ces charges positives se déplaceront ensuite dans cette phase jusqu'au contact arrière (noté CAr dans la figure 6) où elles seront collectées. La tension maximale que peut générer la cellule est la différence entre le travail de sortie du contact arrière et celui du contact avant. On note donc que dans ces cellules « excitoniques », contrairement au cas des cellules à jonction p-n, le transport et la séparation de charge ne sont pas assurés principalement par la présence d'un champ électrique. De plus, elles nécessitent des MTE et des MTT de bonne conductivité électrique.

...

Cet article est réservé aux abonnés.
Il vous reste 92% à découvrir.

Pour explorer cet article
Téléchargez l'extrait gratuit

Vous êtes déjà abonné ?Connectez-vous !


L'expertise technique et scientifique de référence

La plus importante ressource documentaire technique et scientifique en langue française, avec + de 1 200 auteurs et 100 conseillers scientifiques.
+ de 10 000 articles et 1 000 fiches pratiques opérationnelles, + de 800 articles nouveaux ou mis à jours chaque année.
De la conception au prototypage, jusqu'à l'industrialisation, la référence pour sécuriser le développement de vos projets industriels.

Cet article fait partie de l’offre

Innovations technologiques

(176 articles en ce moment)

Cette offre vous donne accès à :

Une base complète d’articles

Actualisée et enrichie d’articles validés par nos comités scientifiques

Des services

Un ensemble d'outils exclusifs en complément des ressources

Un Parcours Pratique

Opérationnel et didactique, pour garantir l'acquisition des compétences transverses

Doc & Quiz

Des articles interactifs avec des quiz, pour une lecture constructive

ABONNEZ-VOUS

Lecture en cours
Cellules solaires à base de pérovskites hybrides
Sommaire
Sommaire

BIBLIOGRAPHIE

  • (1) - MOLLER (C.K.) -   Crystal structure and photoconductivity of caesium plumbohalides.  -  Nature, 182(4647), p. 1436-1436 (1958).

  • (2) - WEBER (D.) -   CH3NH3PbX3  , a Pb(II)-system with cubic perovskite structure.  -  Z. Naturforschung B, 33(12), p. 1443-1445 (1978).

  • (3) - WELLER (M.T.), WEBER (O.J.), HANRY (P.F.), DI PUMPO (A.M.), HANSEN (T.C.) -   Complete structure and cation orientation in perovskite photovoltaic methylammonium lead iodide between 100 and 352 K.  -  Chem. Commun., 51, p. 4180-4183 (2015).

  • (4) - NOH (J.H.), IM (S.H.), HEO (J.H.), MANDAL (T.N.), SEOK (S.I.) -   Chemical management for colorful, efficient, and stable inorganic-organic hybrid nanostructured solar cells.  -  Nano Lett., 13, p. 1764-1769 (2013).

  • (5) - WONG (A.B.), LAI (M.), EATON (S.W.), YU (Y.), LIN (E.), DOU (L.), FU (A.), YANG (P.) -   Growth and anion exchange conversion of CH3NH3PbX3 nanorod arrays for light emitting diodes.  -  Nano Lett., 15, p. 5519-5524 (2015).

  • ...

Cet article est réservé aux abonnés.
Il vous reste 92% à découvrir.

Pour explorer cet article
Téléchargez l'extrait gratuit

Vous êtes déjà abonné ?Connectez-vous !


L'expertise technique et scientifique de référence

La plus importante ressource documentaire technique et scientifique en langue française, avec + de 1 200 auteurs et 100 conseillers scientifiques.
+ de 10 000 articles et 1 000 fiches pratiques opérationnelles, + de 800 articles nouveaux ou mis à jours chaque année.
De la conception au prototypage, jusqu'à l'industrialisation, la référence pour sécuriser le développement de vos projets industriels.

Cet article fait partie de l’offre

Innovations technologiques

(176 articles en ce moment)

Cette offre vous donne accès à :

Une base complète d’articles

Actualisée et enrichie d’articles validés par nos comités scientifiques

Des services

Un ensemble d'outils exclusifs en complément des ressources

Un Parcours Pratique

Opérationnel et didactique, pour garantir l'acquisition des compétences transverses

Doc & Quiz

Des articles interactifs avec des quiz, pour une lecture constructive

ABONNEZ-VOUS