N° 397-398 juin-juillet 2015

Cellules photovoltaïques organiques et hybrides : évolutions récentes et naissance d’une nouvelle filière pérovskite

Pagination : 56-62
Sous-thème : Énergie
Mots-clés : Photovoltaïque, cellules solaires, sensibilisateur, colorant, pérovskites, Année internationale de la lumière.
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Structure schématique d’une cellule hybride à colorant (DSSC) (ECT : électrode conductrice transparente).

Dans le domaine de la fabrication de modules solaires photovoltaïques, visant à convertir l’énergie du Soleil en électricité, le Graal demeure encore aujourd’hui le développement d’une technologie qui allie faible coût, efficacité et longévité.

Cet article traite des progrès récents dans trois filières qui sont a priori à bas coût : les cellules organiques, les cellules à colorant, et la filière émergente des cellules à pérovskite qui rencontre actuellement un engouement considérable. Sans exhaustivité, l’historique et les architectures de cellules solaires organiques et hybrides sont rappelées avant d’aborder les dernières avancées effectuées dans chaque secteur.

Le principal enjeu de la filière tout organique et de celle à composés photosensibles reste l’élaboration de nouvelles molécules ou nanostructures plus performantes et d’accès synthétique aisé. Toutefois, la synergie des constituants d’un dispositif photovoltaïque est telle que l’ingénierie moléculaire doit s’appuyer sur une vision intégrée.

Ce constat s’applique aussi à la filière la plus récente issue des matériaux pérovskites hybrides organiques-inorganiques. Malgré une évolution sans précédent des rendements de photoconversion, le manque de compréhension des mécanismes sous-jacents à l’origine de leurs performances dans les cellules photovoltaïques est prégnant. La bonne connaissance de la chimie de ces matériaux acquise ces vingt dernières années couplée à des concepts de physique du solide devrait corriger ce déficit et contribuer à lever les verrous technologiques.