Photovoltaïque d'oxydes accordable et à haute performance

 

Andreas Ruediger

Institut national de la recherche scientifique

 

Domaine : matériaux

Programme projet de recherche en équipe

Concours 2011-2012

Les énergies renouvelables et une consommation modérée sont les seules façons viables de s'adapter au développement des sociétés modernes. Dans le domaine des cellules solaires photovoltaïques les améliorations peuvent provenir d'une couverture plus complète du spectre solaire ou d'un meilleur rendement de conversion. Alors que les cellules photovoltaïques conventionnelles reposent sur les jonctions p-n à base de semiconducteur pour la séparation des charges après la photo-excitation, les matériaux ferroélectriques fournissent une séparation de charge plus efficace grâce aux très grands champs électriques internes.

Nous avons récemment synthétisé un nouveau matériau ferroélectrique ayant une structure de double perovskite, soit le Bi2FeCrO6 (BFCO), avec un fort couplage électron-électron entre les sous-mailles de Fe et de Cr. Ce couplage donne lieu à une bande interdite de taille réduite tout en conservant le fort champ électrique interne. Nous avons donc ouvert la voie à une nouvelle classe de matériaux pour la fabrication de cellules photovoltaïques à haute performance et obtenu un remarquable taux de conversion de plus de 8% à nos toutes premières expériences.

Dans notre collaboration entre quatre laboratoires, soit ceux à l'INRS-EMT (2), l'Université de Sherbrooke (1) et l'Université de Rome Tor Vergata (1), nous allons :1) accorder les propriétés du matériau pour faire en sorte d'avoir une collecte optimale d'énergie provenant du spectre solaire : 2) étudier la photogénération et le transport électrique : et 3) intégrer les couches minces de BFCO dans les prototypes photovoltaïques.