Les cellules solaires minces promettent la percée du photovoltaïque : une étude menée par Amolf, l'Université de Surrey et l'Imperial College a montré que leur efficacité peut atteindre jusqu'à 65 %, contre 25 aujourd'hui. Et ils résoudraient le problème de l'encombrement et du poids des panneaux photovoltaïques actuellement disponibles
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Stop aux panneaux solaires lourds, rigides et épais : avec des cellules solaires fines même ce problème pourrait bientôt être contourné : le record d'efficacité de 65% a été atteint en laboratoire contre 25% actuellement. L'étude, menée par Amolf (Pays-Bas), l'Université de Surrey (Royaume-Uni) et l'Imperial College (Royaume-Uni), pourrait vraiment être le premier pas vers la révolution des énergies renouvelables.
Les cellules solaires au silicium se sont révélées être les championnes de la technologie photovoltaïque, car elles utilisent des matières premières abondantes sur Terre, telles que le silicium, et fonctionnent désormais avec un rendement élevé. Cependant, ils sont basés sur des plaques épaisses, rigides et lourdes et ne peuvent donc être installés qu'en un nombre limité d'endroits.
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L'un des moyens de pallier cet inconvénient est d'utiliser à la place des membranes fines, qui réduisent d'abord la consommation de silicium de plus de 99% et qui rendent les cellules souples et légères, donc facilement intégrables dans les bâtiments, l'architecture urbaine et même les petits quotidiens. gadgets.
Mais maintenant, de telles membranes Si minces ne peuvent pas absorber la lumière aussi efficacement, atteignant jusqu'à présent un pourcentage égal à 25% et donc une conversion encore plus faible, n'étant donc pas comparable aux panneaux classiques.
Mais tout est sur le point de changer
En utilisant une nouvelle architecture de nanostructure, les chercheurs ont trouvé un moyen de rendre opaques les cellules photovoltaïques minces, améliorant considérablement leur efficacité. En laboratoire, ils ont mesuré une absorption lumineuse égale à 65% très proche de la limite d'absorption théorique finale d'environ 70 %. C'est une première dans l'histoire, un vrai record qui nous rapproche de la révolution du renouvelable.
La nanostructure redirige la lumière solaire directe dans un "labyrinthe" de coins, la piégeant ainsi à l'intérieur de la membrane de silicium qui a donc une probabilité beaucoup plus élevée de l'absorber malgré son épaisseur réduite.
@Amolf
Et ce n'est pas tout : les chercheurs ont aussi montré qu'il n'y a pas de solution unique, mais plutôt une 'toute la famille de modèles qui offrent une grande flexibilité de conception sans compromettre les performances optiques. Et cela augmente considérablement les chances que la technologie puisse atteindre une évolutivité industrielle.
Sur la base des performances élevées de piégeage de la lumière de nos modèles - Esther Alarcon Llado, qui a dirigé les travaux - nous estimons qu'elles pourraient être atteintes rendements photovoltaïques supérieurs à 20% pour une cellule c-Si de 1 μm d'épaisseur, ce qui représenterait un percée absolue vers la souplesse et la légèreté des wafers
Avec un avantage supplémentaire : les absorbeurs de silicium plus fins sont en fait plus tolérants aux défauts électroniques que leurs homologues épais : cela signifie que les cellules minces très efficaces pourraient également être fabriquées avec du silicium de moindre qualité, réduisant ainsi les besoins énergétiques pour la purification du silicium brut.
Le photovoltaïque mince avec des motifs hyper-uniformes est une technologie très prometteuse - conclut le chercheur - Bien qu'il reste encore beaucoup de travail à faire pour faire de ces cellules minces à haut rendement une véritable réalité opérationnelle. ce travail nous rend très optimistes que cela se produira bientôt
Le travail a été publié dans ACS Photonics.
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Fonti : Amolf / ACS Photonics
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