Comment une cellule solaire refroidit après un éclair de lumière express
La lumière frappe une cellule solaire — et à l'intérieur naissent des charges qui ont chaud. Comme un coureur après un sprint, elles transportent un excès d'énergie. Pour délivrer du courant dans le circuit extérieur, elles doivent refroidir et gagner les bords du cristal. Si le refroidissement traîne, une partie de l'énergie se perd en pure perte.
Les scientifiques ont construit trois cellules solaires identiques, mais avec des « garnitures » de pérovskite différentes : à base de méthylammonium, d'un mélange de méthylammonium et de formamidinium, et de formamidinium pur. Ils ont éclairé les cellules avec de courtes impulsions et ont observé la vitesse à laquelle les charges dégringolent des marches d'énergie élevées vers les marches basses — là d'où on peut les récupérer dans le fil.
Il s'est avéré que la vitesse de cette « dégringolade » dépend fortement de la composition. Les charges refroidissent le plus vite dans la pérovskite au formamidinium, plus lentement dans la pérovskite mixte, et carrément sans se presser dans celle au méthylammonium. La différence n'est pas énorme, mais elle est nette et importante pour les ingénieurs.
Autrement dit, même un petit remplacement d'un composant dans le cristal de pérovskite peut changer tout le parcours de l'énergie. C'est comme choisir le bon lubrifiant pour un mécanisme : les pièces sont les mêmes, mais les pertes sont moindres. Désormais, les développeurs de cellules solaires disposent d'un outil pour adapter la composition de la pérovskite à des besoins précis — par exemple, pour des fenêtres qui produisent du courant, ou pour des panneaux légers sur les toits.
La pérovskite doit son nom au minéralogiste russe Lev Perovski, mais dans les cellules solaires, on n'utilise pas le minéral naturel, mais son équivalent synthétique.