À l’image du graphène, la pérovskite est l’un des matériaux stars du moment et pourrait remplacer le silicium des panneaux solaires. Une équipe de chercheurs nord-américains a utilisé ce minéral pour créer des cellules photovoltaïques d’un nouveau genre. D’après eux, une voiture électrique équipée de tels panneaux solaires pourrait recharger ses batteries lithium-ion en totale autonomie.
Le secteur automobile et photovoltaïque
Si, pour le moment, la technologie photovoltaïque n’est pas assez performante pour pouvoir alimenter les batteries lithium-ion des véhicules électriques, les choses pourraient évoluer grâce à la pérovskite.
Pourquoi utiliser du pérovskite
Si les voitures électriques ne polluent pas leur environnement, c’est la manière dont est produite leur électricité qui fait débat. En effet, si des combustibles fossiles servent à la fabriquer, la voiture électrique est-elle vraiment moins polluante que celle équipée d’un moteur à essence de dernière génération ? Une des solutions consistera à utiliser les propriétés très prometteuses d’un minéral, la pérovskite, pour envisager de pouvoir un jour recharger les batteries lithium-ion des véhicules électriques à partir de panneaux solaires intégrés.
Les différents usages du pérovskite
À l’instar du graphène, la pérovskite est le matériau star du moment, en particulier dans le domaine du photovoltaïque. C’est seulement depuis 2012 que les formidables propriétés de cette famille de minéraux ont été découvertes en ce qui concerne l’énergie solaire. Les taux de rendement de cellules photovoltaïques à base de pérovskite sont déjà quasiment au niveau de ceux des cellules à base de silicium et la marge de progression est encore importante. Conversion du spectre de lumière solaire plus large, excellente mobilité et séparation des charges électriques, coût de fabrication bas font de la pérovskite l’un des candidats les plus sérieux au remplacement du silicium dans les panneaux solaires. Ajoutons en prime que le minéral peut être utilisé sous forme liquide pour créer des cellules photovoltaïques en peinture à pulvériser.
Ce n’est que depuis 2012 que les scientifiques ont mis en lumière les qualités photovoltaïques de la pérovskite. À l’heure actuelle, les cellules photovoltaïques basées sur ce matériau affichent un rendement déjà quasi équivalent à celui des cellules à base de silicium et elles devraient le dépasser dans les années qui viennent. Reste encore à trouver la solution pour les rendre plus stables et résistantes à l’eau.
La pérovskite : un potentiel énorme mais des obstacles à lever
Dans le cadre d’essai en laboratoire, des chercheurs ont réussi à créer des cellules photovoltaïques à trois couches converties en un seul film de pérovskite. Quatre de ces cellules montées en série ont atteint un rendement de conversion de 12,65 %. Branchées à des batteries lithium-ion de la taille d’une pile bouton, le taux d’efficacité photoélectrique et de stockage a atteint 7,8 % sur dix cycles charge-décharge d’une durée totale de 18 heures. Les chercheurs précisent que leur système a pu maintenir des courbes de charge-décharge quasiment identiques durant tous les cycles, démontrant une grande stabilité et compatibilité des composants. Toutefois, aussi prometteuses soient-elles, ces cellules photovoltaïques à base de pérovskite présentent d’importantes faiblesses qui n’ont pas été solutionnées.
Les pérovskites ont apporté un élan considérable à la communauté photovoltaïque et sont encore pleines de promesses mais elles se heurtent également à des verrous très importants comme leur piètre stabilité ou leur mauvaise résistance à l’eau… Par ailleurs, les records sont réalisés sur des démonstrateurs de quelques millimètres carrés de surface. Et en effet, les quatre cellules photovoltaïques en pérovskite ne mesurent qu’un millimètre carré chacune…
L’avenir du photovoltaïque, le pérovskite
L’équipe de l’université nord-américaine compte poursuivre le développement sur des prototypes à petite échelle afin justement d’améliorer la stabilité des cellules en pérovskite. Et elle semble plutôt confiante. Selon l’avis de France PAC Environnement, dans un avenir pas très lointain, il est envisagé de pouvoir avoir ce système pour recharger une voiture et, à terme, étant donné que les cellules photovoltaïques en pérovskite peuvent être fabriquées sous forme de film souple, elles pourraient être intégrées à la voiture elle-même.
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