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Les cellules polymères photovoltaïques sont nulles

10 décembre 2013, 14:38
Les cellules polymères photovoltaïques sont nulles
Les cellules polymères photovoltaïques sont nulles

Des chercheurs anglais et américains ont découvert pourquoi les cellules photovoltaïques en polymères ne valent pas leurs homologues en silicium. Seuls 3 % de la lumière incidente sont convertis en énergie électrique par les cellules photovoltaïques polymères , alors que les cellules en silicium atteignent un rendement de 15 à 20 %. Une étude a maintenant démontré que dans la cellule polymère ce sont les couches conductrices qui causent une perte d’énergie et en limitent ainsi le rendement.

 

Une cellule polymère photovoltaïque consiste en de fines couches de deux types de polymères conducteurs. Dès qu’une cellule absorbe un photon une paire électron-trou ou exciton se forme. Pour une bonne conversion de la lumière en énergie électrique, il faut que la cellule ait une épaisseur qui permet d’absorber assez de photons, tandis que les structures doivent être assez fines pour permettre le transport des excitons.

 

L’épaisseur idéale d’une couche polymère est d’environ 150 à 200 nm. La distance idéale de transport de l’exciton n’est que 10 nm. Si cette distance est excessive, l’exciton perd son énergie avant de la transmettre. Dans tous les types de cellules photovoltaïques polymères étudiés, l’exciton parcourt au moins 80 nm. À cela se rajoutent les transitions mal définies entre les couches polymères qui limitent encore plus le transfert d’énergie. Au final c’est donc la technique de fabrication des cellules polymères qui limite leur rendement.

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