Une publication dans la prestigieuse revue Joule
Dans le cadre du projet A3P, les instituts iSIS, SeSi, iCoSyS et iPrint collaborent avec l’EPFL pour développer des panneaux photovoltaïques plus performants et fabriqués de manière plus efficace. Ces recherches sont cruciales pour atteindre les objectifs ambitieux de la politique de transition énergétique de la Confédération. L’utilisation de cellules solaires en pérovskite est notamment sous la loupe des équipes de recherche de la HEIA-FR et de l’EPFL. Leur potentiel est prometteur pour créer des panneaux solaires ultrafins, légers et économiques. Toutefois, ces cellules se dégradent vite avec la chaleur et la lumière du soleil.
Dans un article paru dans la revue de renom Joule, les chercheurs et chercheuses démontrent que l’ajout d’une trace d’additif organique (la molécule TEMPO) et l’utilisation d’une brève impulsion infrarouge (infrared flash) permet de corriger de microscopiques fissures cachées. Les cellules solaires ainsi fabriquées présentent des taux d’efficacité supérieurs à 20% et restent stables pendant des mois en conditions réelles. De plus, ce procédé roll-to-roll ne requiert pas de solvant et peut être déployé dans le cadre d’une fabrication industrielle.
Pour vérifier l’uniformité des films TEMPO à l’échelle microscopique, l’institut iCoSys – spécialiste de l’intelligence artificielle et des systèmes complexes – a développé un outil avancé d’analyse d’images basé sur l’entropie de Shannon. Cette fonction mesure le degré de désordre dans une image, ce qui fournit aux équipes de recherche des informations clés sur l’homogénéité de la structure des films. Leurs analyses confirment que le procédé d’impulsion rapide améliore systématiquement et notablement la qualité des films TEMPO.
Ces découvertes constituent une étape majeure dans l’avancée du projet A3P Bridge Discovery. L’EPFL et les instituts de la HEIA-FR vont continuer à joindre leurs forces pour automatiser et optimiser la fabrication de cellules solaires – de la recherche fondamentale à l’application – et avancer ainsi vers une production d’énergie solaire efficace, abordable et durable.
Sánchez-Alonso S., Pfeifer L., Vaccarelli O., Gisler C., Hennebert J., Eickemeyer F.T., Ferragut R., Sivula K., Graetzel M. (2025). TEMPO bulk passivation boosts the performance and operational stability of rapid-annealed FAPI perovskite solar cells. Joule, DOI:10.1016/j.joule.2025.101972
Image : L’additif radical TEMPO densifie la microstructure du film FAPI synthétisé avec FIRA, conduisant à une cellule solaire de qualité et à un rendement supérieur à 20%, qui ne décroît que légèrement après plus de 4000 heures de fonctionnement.
