Défis des matériaux pérovskites et stratégies de stabilité

Les matériaux pérovskites sont des hybrides organiques-inorganiques avec une structure chimique de ABX₃, où A est un cation monovalent (par exemple, le méthylammonium ou le césium), B est un métal divalent (par exemple, le plomb ou l'étain), et X est un anion halogéné (par exemple, l'iodure ou le bromure). Ces matériaux présentent de forts coefficients d'absorption de la lumière et d'excellentes propriétés de transport de charge, contribuant à un PCE exceptionnel. Cependant, les matériaux pérovskites sont très sensibles à l'humidité, à l'oxygène et aux températures élevées, ce qui entraîne une dégradation, une réduction de l'efficacité et une durée de vie plus courte.

Pour résoudre ces problèmes, les scientifiques ont développé diverses stratégies, notamment l'optimisation de la structure cristalline de la pérovskite, l'amélioration des matériaux de couche de transport de charge (CTL) et l'application d'adhésifs d'encapsulation innovants. En particulier, les adhésifs d'encapsulation bloquent efficacement l'humidité et l'intrusion d'oxygène tout en offrant une protection mécanique, prolongeant ainsi considérablement la longévité des PSC.

Applications des adhésifs d'encapsulation dans les cellules solaires à pérovskite

Les adhésifs d'encapsulation servent de barrière protectrice pour les CSP, protégeant la couche de pérovskite des dommages environnementaux. Les adhésifs d'encapsulation modernes possèdent généralement les caractéristiques suivantes :

Haute performance de barrière : Les adhésifs avec un faible taux de transmission de vapeur d'eau (WVTR) et un faible taux de transmission d'oxygène (OTR) minimisent la pénétration de l'humidité et de l'oxygène.

Stabilité thermique et résistance aux UV : Les adhésifs doivent rester stables à des températures élevées et à une exposition prolongée aux UV, évitant la dégradation thermique ou la photodégradation induite par les UV.

Les adhésifs d'encapsulation courants comprennent les adhésifs thermofusibles, les adhésifs liquides optiquement clairs (LOCA) et les adhésifs durcissables aux UV. Ces matériaux offrent un excellent scellement et une stabilité à long terme grâce à des processus de revêtement et de durcissement précis.

Comment la technologie d'encapsulation impacte la performance des CSP

La technologie d'encapsulation joue un rôle essentiel dans la stabilité et la commercialisation des cellules solaires à pérovskite (CSP). Par exemple, les adhésifs thermofusibles liquides dans les cellules tandem pérovskite-silicium offrent non seulement de hautes performances de barrière, mais améliorent également l'adhésion interfaciale entre les matériaux, renforçant ainsi la stabilité structurelle. De plus, les bons matériaux d'encapsulation peuvent atténuer le stress mécanique sur les CSP flexibles, garantissant des performances stables dans diverses applications.

Perspectives futures des cellules solaires en pérovskite

Avec les avancées dans la technologie d'encapsulation, la stabilité des CSP a considérablement amélioré. Cependant, plusieurs défis demeurent pour la commercialisation à grande échelle :

Durabilité environnementale : Un renforcement supplémentaire des performances de barrière est nécessaire pour garantir une stabilité à long terme dans des environnements à forte humidité et à haute température.

Fabrication évolutive : Développer des processus d'encapsulation rentables et efficaces adaptés à la production de CSP à grande échelle est crucial.

Alternatives sans plomb : Réduire l'utilisation de plomb et développer des matériaux de pérovskite écologiques et des adhésifs d'encapsulation est essentiel pour la conformité environnementale.

En résumé, les adhésifs d'encapsulation sont une technologie clé pour améliorer la stabilité des PSC et favoriser la commercialisation. Avec l'innovation continue dans les matériaux et les processus d'encapsulation, les cellules solaires en pérovskite sont prêtes à devenir une solution énergétique verte à faible coût et à haute efficacité, contribuant au développement mondial des énergies renouvelables.

Les adhésifs d'encapsulation en pérovskite de HAI LU JYA HE

Les cellules solaires en pérovskite gagnent en popularité dans l'industrie des énergies renouvelables en raison de leur haute efficacité de conversion, de leur flexibilité et de leurs avantages écologiques. Leur nature semi-transparente les rend idéales pour les photovoltaïques intégrés aux bâtiments (BIPV), permettant une production d'énergie efficace sans compromettre l'éclairage naturel. De plus, les cellules en pérovskite peuvent être appliquées sur des surfaces irrégulières, alimentant des dispositifs portables et des électroniques portables.

En termes d'efficacité, les cellules pérovskites à jonction unique peuvent théoriquement atteindre jusqu'à 33 %, tandis que les structures en tandem combinant pérovskite et silicium ont dépassé 30 %, ce qui en fait une technologie clé pour faire progresser les marchés de l'énergie verte.