|
Pour extraire les charges électriques produites dans les cellules photovoltaïques, on emploie une électrode transparente à la lumière visible pour que celle-ci puisse atteindre les matériaux photoactifs. Pour remplacer l'oxyde d'indium-étain (ITO) actuellement utilisé, trop coûteux, une collaboration de scientifiques* propose de le remplacer par des oxydes transparents conducteurs à base de vanadium déposés sur des matériaux 2D qui présentent des performances comparables à celles de l’ITO. Résultats à retrouver dans la revue Advanced Functional Materials. |
Ecrans de télévision, tablettes, téléphone portables, cellules photovoltaïques, tous fonctionnent avec des matériaux conducteurs qui assurent le transport des charges électriques. De plus, pour ces applications, ils doivent être transparents à la lumière visible, ce qui limite considérablement le nombre de candidats conducteur transparent potentiels !
L’oxyde d'indium-étain (ITO), actuellement largement utilisé pour jouer ce rôle, implique une importante consommation d’indium à l’échelle industrielle, élément chimique coûteux car relativement rare dans la croûte terrestre. Les chercheurs proposent ainsi de le remplacer par des pérovskites d’oxydes transparents conducteurs à base de vanadium – vanadates -, élément bien plus abondant. Cependant ces matériaux doivent être cristallisés afin d’être transparents à la lumière visible, et présenter des propriétés de transport électrique ce qui est difficile à obtenir sur verre.
Pour cela, ils ont sélectionné des nanofeuillets d’oxydes transparents qui vont recouvrir les supports en verre par simple trempage dans une solution, à température ambiante c’est-à-dire dans des conditions douces. Ces matériaux 2D, qui ont les mêmes paramètres cristallographiques dans le plan que les pérovskites vont ainsi servir à la germination des vanadates à relativement basse température, ce qui permet d’obtenir un dépôt homogène, d’épaisseur contrôlée, transparent à la lumière visible, présentant des propriétés de conduction électrique et transparence comparables à celles de l’ITO.
Résultat publié dans la revue Advanced Functional Materials et qui pourrait rapidement intéresser les acteurs du monde industriel.
Référence :
Highly transparent and conductive indium-Free vanadates crystallized at reduced temperature on glass using a 2D transparent nanosheet seed layer
A. Boileau, S. Hurand, F. Baudouin, U. Lüders, M. Dallocchio, B. Bérini, A. Cheikh, A. David, F. Paumier, T. Girardeau, P. Marie, C. Labbé, J. Cardin, D. Aureau, M. Frégnaux, M. Guilloux-Viry, W. Prellier, Y. Dumont, V. Demange, A. Fouchet, Adv. Funct. Mater. 2021, 2108047.
Actualité du CNRS/InC : « Photovoltaïque : de nouvelles alternatives pour des conducteurs transparents« .
* Collaboration :
- CRISMAT (CNRS / Normandie Université / ENSICAEN / UNICAEN),
- CIMAP (CNRS / Normandie Université / ENSICAEN / UNICAEN),
- ISCR (CNRS/ Université de Rennes),
- GEMaC et ILV (CNRS/ Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines – Université Paris-Saclay),
- P’ – CNRS/ Université de Poitiers-ENSMA SP2MI
Contact CIMAP : Julien Cardin (IRAMIS/CIMAP/NIMPH) – Materials for photonics – Materials for energy.