Cellules solaires à pérovskite : Comparaison avec d'autres technologies solaires

Introduction

L'énergie solaire est un aspect important de notre vie quotidienne. Au fil des ans, j'ai assisté à de nombreux développements dans ce secteur. De nombreuses technologies solaires ont été découvertes. L'une d'entre elles a récemment fait parler d'elle : la cellule solaire pérovskite. Aujourd'hui, nous allons voir en quoi ces cellules sont uniques par rapport aux autres technologies solaires.

Que sont les technologies de l'énergie solaire ?

Les technologies de l'énergie solaire convertissent la lumière du soleil en électricité. Le système le plus courant est le panneau photovoltaïque, qui transforme directement la lumière du soleil en courant électrique. D'autres systèmes solaires thermiques utilisent la chaleur du soleil. Les panneaux solaires installés sur les toits sont utilisés par de nombreux foyers pour réduire leur facture d'électricité. Des systèmes plus importants sont utilisés par les agriculteurs et les entreprises pour réduire leurs factures. Ces systèmes sont devenus plus efficaces et plus abordables au fil du temps. La technologie se poursuit à mesure que les chercheurs et les ingénieurs créent de meilleurs matériaux et de meilleures méthodes.

Qu'est-ce qu'une cellule solaire pérovskite ?

Les cellules solairesà pérovskite sont construites à partir d'un matériau ayant une structure cristalline de pérovskite. Elles ont attiré beaucoup d'attention parce qu'elles sont simples à fabriquer et qu'elles pourraient avoir un rendement élevé. Les premiers travaux ont donné des rendements d'environ 15 %. Les études actuelles font état de valeurs supérieures à 20 %. Cela signifie que les cellules solaires en pérovskite peuvent capter un pourcentage élevé de l'énergie solaire. Le processus de création des cellules en pérovskite utilise des matériaux peu coûteux. Les cellules en pérovskite peuvent être imprimées sur des substrats à basse température. La production à l'échelle du laboratoire a déjà commencé dans certaines entreprises. De plus en plus, on est optimiste quant à l'utilisation prochaine des cellules solaires pérovskites dans des produits utiles tels que les panneaux solaires intégrés aux bâtiments et les systèmes d'énergie portables.

Types de technologies solaires traditionnelles

Un certain nombre de technologies solaires sont utilisées. La plus courante est la cellule solaire au silicium. Il existe deux types de cellules au silicium : les cellules monocristallines et les cellules polycristallines. Les cellules monocristallines sont plus efficaces, tandis que les cellules polycristallines sont moins efficaces mais moins chères. Outre le silicium, il existe des cellules solaires à couche mince. Les cellules solaires à couche mince utilisent des matériaux tels que le tellurure de cadmium et le séléniure de cuivre, d'indium et de gallium. Les cellules à couche mince sont également flexibles et peuvent être appliquées sur des surfaces incurvées. Quelques technologies plus récentes utilisent des colorants organiques pour collecter l'énergie solaire. Les matériaux utilisés et le processus de fabrication varient en fonction de chaque type. Tous ont des points forts et des points faibles en ce qui concerne le coût, l'efficacité et la longévité.

Comparaison avec d'autres technologies solaires

Les cellules solaires pérovskites présentent certaines caractéristiques intéressantes : elles sont fabriquées à l'aide d'un procédé peu coûteux et abordable. Leur efficacité s'est accrue très rapidement au cours des dernières années. Elles sont différentes des cellules au silicium, car elles peuvent être fabriquées à basse température. Cela permet de réduire les coûts de fabrication et la consommation d'énergie lors de la fabrication.

Mais les cellules solaires pérovskites ne sont pas sans poser quelques problèmes. Les cellules solaires traditionnelles au silicium ont une longue histoire. Elles sont durables et fonctionnent bien dans un large éventail de conditions météorologiques. De nombreux panneaux au silicium actuellement en service ont été installés et ont une durée de vie de plus de 25 ans. Les matériaux pérovskites, en revanche, ont tendance à se dégrader plus rapidement sous l'effet de l'eau et de la chaleur. Les scientifiques s'efforcent toujours de mieux les stabiliser grâce à de meilleures techniques de traitement et à des couches superposées.

Les exemples de comparaison des autres caractéristiques sont la flexibilité et le poids. Les cellules en pérovskite sont faciles à fabriquer. Cela ouvrira des possibilités d'applications telles que des panneaux solaires minces et pliables dans les voitures ou les téléphones portables. Les cellules en silicium sont plus lourdes et plus rigides. En termes d'efficacité, les deux technologies s'améliorent. Les cellules solaires au silicium offrent généralement un rendement de l'ordre de 15 à 22 % dans les applications commerciales. Les cellules pérovskites sont proches de la performance même à des stades précoces, et des améliorations sont possibles dans des conditions de laboratoire.

En outre, le processus de fabrication diffère. Les cellules au silicium sont soumises à une purification à haute température qui consomme de l'énergie. Les cellules pérovskites sont synthétisées en solution, ce qui est moins coûteux. Malgré ces atouts, la stabilité à long terme des cellules pérovskites n'est pas aussi bien établie. En résumé, chaque technologie a sa place. Le choix dépend du coût, des conditions d'installation et des attentes en matière de durée de vie.

Conclusion

En résumé, l'énergie solaire est une économie de technologies plurielles. Les cellules solaires à pérovskite sont prometteuses et très efficaces, tout en étant peu coûteuses à produire. Elles sont également flexibles, contrairement à la plupart des cellules standard. Cependant, leur stabilité à long terme reste à l'étude. Les cellules solaires standard, comme les panneaux de silicium, ont prouvé leur efficacité pendant des décennies. Elles restent un choix sûr en raison de leur longévité et de leur efficacité. Les scientifiques et les ingénieurs tentent continuellement d'améliorer la stabilité des cellules solaires en pérovskite. Au fur et à mesure des recherches, elles pourront rivaliser avec les technologies conventionnelles, voire les dépasser. En fin de compte, ces deux types de cellules solaires jouent un rôle important dans la transition vers l'énergie durable. Pour plus d'informations, veuillez consulter le site Stanford Advanced Materials (SAM).

Questions fréquemment posées

F : Qu'est-ce qu'une cellule solaire pérovskite ?

Q : Il s'agit de cellules solaires fabriquées à partir de matériaux ayant une structure cristalline de pérovskite. Elles promettent d'être très efficaces et peu coûteuses.

F : Comment les cellules solaires en pérovskite se comparent-elles aux cellules solaires en silicium ?

Q : Les cellules en pérovskite sont moins coûteuses à produire et peuvent être flexibles. Les cellules au silicium ont une durée de vie et une stabilité éprouvées.

F : Quel est le plus grand défi posé par les cellules solaires pérovskites ?

Q : Leur stabilité à long terme à la chaleur et à l'humidité est le plus grand défi.