Convertir l’énergie solaire plus efficacement avec un nouveau matériau composite

2018-04-09

Convertir l’énergie solaire plus efficacement avec un nouveau matériau composite

Les performances des cellules solaires augmentent de façon significative avec l’ajout d’un mince film composite à base de deux oxydes inorganiques, comme l’a démontré récemment une équipe conjointe de chercheurs dirigée par le professeur Federico Rosei de l’INRS et Riad Nechache de l’École de technologie supérieure (ÉTS), tous deux de la région de Montréal (Canada). Les résultats de cette recherche sont discutés dans un article publié dans la revue Nature Photonics.

En se basant sur un concept original, l’équipe a développé un nouveau matériau sous forme de mince film combinant deux phases cristallines composées de bismuth et de manganèse avec de l’oxygène. La combinaison des phases de composition différente optimise la capacité du matériau à absorber les rayons solaires et à les transformer en électricité. Ces résultats sont très prometteurs pour le développement de technologies solaires et pourraient également être utiles dans divers dispositifs optoélectroniques. Les résultats de cette recherche font l’objet d’un article, dont Joyprokash Chakrabartty est le premier auteur, publié dans la revue Nature Photonics.
 
La clé de cette découverte : le mince film composite, d’à peine 110 nanomètres d’épaisseur, absorbe une plus large portion du spectre solaire en comparaison avec les longueurs d’onde absorbées par des films faits de chaque matériau individuellement. Les interfaces entre les deux différentes phases comprises dans le film composite jouent un rôle crucial dans la conversion accrue de lumière en électricité. Il s’agit d’un phénomène nouveau et étonnant dans la science des cellules solaires à base d’oxydes de pérovskite inorganiques. En effet, le film composite développé par les chercheurs atteint un taux de conversion d’énergie de 4,2 %, un record d’efficacité pour cette classe de matériaux.
 
À propos de cette publication
Les résultats de cette recherche sont détaillés dans l’article intitulé Improved photovoltaic performance from inorganic perovskite oxide thin films with mixed crystal phases, publié dans la revue Nature Photonics (DOI: 10.1038/s41566-018-0137-0).
 
Les travaux de recherche ont été effectués conjointement à l’Institut national de la recherche scientifique (Centre Énergie Matériaux Télécommunication à Varennes, près de Montréal) par l’équipe du professeur Federico Rosei, constituée de Joyprokash Chakrabartty (Chittagong University of Engineering and Technology, Bangladesh), Catalin Harnagea, Mert Celikin (University College Dublin), et à l’École de technologie supérieure (ÉTS) avec Riad Nechache. Ce Projet a reçu l’appui financier de la Fondation canadienne pour l’innovation, du Conseil de recherches en sciences naturelles et en génie du Canada, du programme des Chaires de recherche du Canada, de la Chaire Chang Jiang (Chine) et d’un 1000 Talent Award de la province du Sichuan (Chine).
 
Source :
Stéphanie Thibault
INRS, 9 avril 2018