Les cellules photovoltaïques à pérovskite représentent une solution très prometteuse pour capter l’énergie solaire mais elles contiennent du plomb, un métal lourd, toxique pour l’environnement et qui peut nuire gravement à la santé. Des scientifiques de l’Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL) ont aujourd’hui trouvé une solution pour remédier à cet inconvénient.

« La conversion de l’énergie solaire en électricité dans les cellules photovoltaïques à pérovskite se rapproche désormais des performances des meilleurs modules solaires à base de silicium», explique le professeur László Forró de la Faculté des Sciences de Base de l’EPFL. « Mais leur élément central est le plomb, qui est un poison. Si le panneau solaire tombe en panne et se détériore, le plomb peut être lessivé dans le sol, entrer dans la chaîne alimentaire et provoquer de graves troubles de santé ».

Dans la plupart des pérovskites aux halogénures, le plomb peut se dissoudre dans l’eau. Cette solubilité dans l’eau et dans d’autres solvants représente en fait un grand avantage, car elle rend la fabrication de panneaux solaires à pérovskite plus simple et peu coûteuse – un autre atout en plus de leurs performances. Mais la solubilité du plomb dans l’eau peut devenir un véritable danger pour l’environnement et la santé lorsque le panneau se casse ou est mouillé, par exemple en cas de pluie.

Le plomb doit donc être capturé avant qu’il n’atteigne le sol, et son recyclage doit être possible. Cette question fait l’objet de nombreuses recherches approfondies. Pour les autorités et les organismes de certification elle constitue en effet un obstacle important quand il s’agit d’approuver la fabrication à grande échelle de cellules photovoltaïques à pérovskite. Or, les tentatives de synthèse de pérovskites non solubles dans l’eau et sans plomb n’ont pas donné, jusqu’ici, des résultats satisfaisants.

Une solution écologique et efficace

L’équipe de László Forró a trouvé une solution à la fois écologique et efficace. Elle consiste à utiliser un sel de phosphate transparent, qui ne bloque pas la lumière solaire et ne nuit donc pas aux performances des cellules. Si le panneau solaire tombe en panne, le sel de phosphate réagit immédiatement avec le plomb en produisant un composé insoluble dans l’eau qui ne peut pas être « lessivé » dans le sol et qui peut être recyclé. Ses travaux ont été publiés dans la revue scientifique ACS Applied Materials & Interfaces.

« C’est une découverte extrêmement importante – je dirais même capitale – pour la commercialisation à grande échelle des cellules photovoltaïques à pérovskite », a déclaré Endre Horváth, un des auteurs de l’étude.