Une équipe de l’Université d’Osaka a développé une plateforme robotisée qui fabrique des films de pérovskite tout en observant leur formation à grande vitesse. Associé à l’apprentissage automatique, le dispositif a aidé les chercheurs à produire une cellule solaire affichant un rendement de conversion de 24,4 %.
Les pérovskites attirent l’industrie photovoltaïque car elles peuvent absorber efficacement la lumière dans des couches très fines. Leur fabrication reste toutefois sensible à de faibles variations de température, d’humidité ou de dépôt. Une recette performante dans un laboratoire peut donner un résultat différent lorsque les conditions changent.
Un robot qui mesure pendant qu’il fabrique
La plateforme coordonne le dépôt du film, l’imagerie optique et la mesure de l’environnement. Elle suit notamment la couleur de la couche en moins d’une seconde et le mouvement des gouttes d’antisolvant en quelques millisecondes. Ces gouttes jouent un rôle clé dans la cristallisation de la pérovskite.
Le système rassemble ainsi beaucoup plus d’informations qu’une série d’expériences manuelles. Les chercheurs peuvent relier le moment où une goutte atteint le film, sa trajectoire et l’évolution visuelle de la couche à la qualité finale du matériau. L’apprentissage automatique sert ensuite à repérer les relations difficiles à isoler parmi ces variables.
L’équipe a identifié une plage optimale pour le comportement des gouttes d’antisolvant. En appliquant ces résultats à un dispositif au plomb, elle a obtenu une cellule solaire avec 24,4 % de rendement. Cette valeur ne constitue pas un record absolu pour toutes les architectures en pérovskite, mais elle valide l’intérêt du dispositif automatisé pour améliorer un procédé réel.
Accélérer la recherche plutôt que remplacer une usine
Le robot n’est pas présenté comme une nouvelle ligne de production prête à fabriquer des panneaux en volume. Il s’agit d’un outil de laboratoire destiné à explorer rapidement des paramètres, à documenter la formation du matériau et à réduire les essais fondés uniquement sur l’intuition.
Cette distinction est importante. Passer d’un petit film contrôlé à une grande surface impose d’autres contraintes : homogénéité du revêtement, vitesse de production, stabilité dans le temps et coût des matériaux. L’usage du plomb soulève aussi des questions environnementales qui restent à traiter pour une commercialisation large.
La robotique de laboratoire gagne du terrain
Les plateformes autonomes se multiplient dans la chimie et les matériaux. Elles combinent bras ou systèmes de dépôt, instruments de mesure et logiciels d’optimisation. Leur intérêt tient moins à la vitesse d’un geste isolé qu’à la capacité d’exécuter des expériences comparables, de conserver toutes les données et d’ajuster la suite des essais.
Dans le photovoltaïque, cette approche peut raccourcir le chemin entre une formulation prometteuse et un procédé reproductible. Les travaux d’Osaka montrent surtout qu’un robot devient plus utile lorsqu’il observe le matériau pendant sa transformation, au lieu de se limiter à répéter une recette.
Sources : Tech Xplore / Université d’Osaka ; ACS Nano.
