Dispositifs photovoltaïques inorganiques en couches minces pour une alimentation soutenable de l'internet des objets – Siphon

L'internet des objets (IoT) est la prochaine révolution technologique. 12,2 milliards de dispositifs IoT étaient déjà connectés en 2021. La plupart sont sans fil, fonctionnent en intérieur et sont alimentés par une batterie primaire, dont la durée de vie est limitée. D’ici peu, des centaines de millions de batteries pourraient être à remplacer chaque jour, limitant ainsi la soutenabilité de l'écosystème IoT, sans parler de la production et du recyclage ou de l'élimination des batteries. Les récents développements en matière d'électronique et de protocoles de communication à faible consommation d'énergie ouvrent de nouvelles perspectives pour alimenter ces dispositifs via la conversion de la lumière artificielle. Les dispositifs photovoltaïques (PV) intérieurs ont un rendement de conversion théorique élevé en raison de la faible étendue spectrale de la lumière émise par les diodes électroluminescentes, mais les efficacités à l'échelle du laboratoire sont plus faibles qu’attendu. Les cellules solaires organiques ou hybrides organiques-inorganiques présentent les efficacités les plus élevées, mais souffrent de problèmes de stabilité. Des dispositifs inorganiques III-V ou en silicium amorphe ont été développés, avec des efficacités plus faibles. Parmi les chalcogénures sans indium, le CuGaSe2 (CGS) est le candidat le plus prometteur, mais la synthèse de films minces de CGS homogènes et monophasés à une température compatible avec un substrat léger et flexible est difficile. Nous avons récemment démontré que des traitements post-dépôt à base d’halogénures de métaux, agissant comme agents de transport, peuvent être utilisés pour considérablement réduire la température de synthèse des films CGS et produire des films minces monophasés à gros grains. Cette nouvelle approche a donc tous les ingrédients pour lever les verrous technologiques qui, à ce jour, empêchent l'utilisation de composés CGS stables et industriellement compatibles pour les applications PV en intérieur.