Cellule améliorée à matériau chalcopyrite à base d'antimoine atteint un rendement photovoltaïque record

Des scientifiques de l’Université de Nouvelle-Galles du Sud en Australie ont mis au point une cellule solaire à base d’antimoniure améliorée, affichant un rendement photovoltaïque certifié de 10,7 %, établissant ainsi un nouveau record pour ce type de matériau. L’article correspondant a été publié dans le dernier numéro de la revue *Nature Energy*.

Ce matériau présente quatre avantages majeurs : des matières premières abondantes et un faible coût, sans dépendance vis-à-vis de métaux rares ou précieux ; une structure stable et une durée de vie plus longue — en tant que matériau inorganique, il résiste bien mieux au vieillissement que les dispositifs organiques ou pérovskites ; une absorption lumineuse extrêmement élevée, nécessitant seulement une couche d’environ 300 nanomètres d’épaisseur pour capter efficacement la lumière solaire ; et la capacité de former un film à des températures relativement basses, réduisant ainsi significativement la consommation énergétique et facilitant la production à grande échelle.

Malgré ces atouts évidents, le rendement photovoltaïque de ces cellules peinait à franchir la barre des 10 % depuis 2020. Les recherches récentes ont révélé que le problème résidait dans la répartition inégale des éléments lors de la fabrication — le soufre et le sélénium sont distribués de manière hétérogène, créant une « barrière énergétique » qui entrave le transport fluide des charges photogénérées, provoquant ainsi des pertes d’énergie. Pour résoudre ce problème, l’équipe a astucieusement ajouté une faible quantité de sulfure de sodium lors de la synthèse, une modification qui a considérablement amélioré l’efficacité du transport des charges.