Les panneaux solaires conventionnels captent moins de 30 % de l’énergie qui les atteint
Marc Venema / Alamy Banque D’Images
Un nouveau type de cellule solaire a brisé une limite théorique sur l’efficacité des cellules à base de silicium, ce qui pourrait nous permettre de récolter plus d’énergie à partir de la lumière du soleil.
Presque toutes les cellules solaires commerciales sont fabriquées à partir de silicium. Ceux-ci ne peuvent convertir qu’une bande de fréquence étroite de la lumière du soleil en électricité. La lumière trop éloignée de cette plage passe directement ou est perdue sous forme de chaleur, ce qui donne aux cellules en silicium une limite d’efficacité théorique d’environ 29,4 %.
Cette limite pourrait, en théorie, être plus élevée si un autre matériau qui génère de l’électricité à partir de la lumière dans une gamme de fréquences différente est empilé au-dessus de la couche de silicium. Pérovskite, une titane et calcium cristal, est bien adapté à cela car il absorbe mieux la lumière plus près du spectre infrarouge, mais le rendre efficace s’est avéré difficile. Cela est dû aux électrons capricieux qui sont réabsorbés dans le cristal avant de pouvoir être transformés en courant.
Maintenant, deux groupes de recherche ont trouvé des moyens d’associer la pérovskite au silicium et d’atteindre une efficacité plus élevée.
Pour faire fonctionner ensemble le silicium et la pérovskite, Xin Yu Chin à l’Ecole polytechnique fédérale de Lausanne et ses collègues ont utilisé un processus en deux étapes. La cellule de silicium est d’abord recouverte d’une couche bien ajustée de produits chimiques précurseurs, avant qu’une deuxième couche de produits chimiques ne soit ajoutée pour transformer les précurseurs en pérovskite. Ce processus provoque moins de défauts dans l’interface silicium-perovskite, dit Chin, et augmente ainsi le nombre d’électrons disponibles pour le courant. L’appareil de l’équipe a une efficacité de 31,2 %.
Dans une étude distincte, Silvia Mariotti au Helmholtz-Zentrum Berlin et ses collègues ont injecté de l’iodure de pipérazinium liquide dans la couche de pérovskite, ce qui a également semblé réduire les électrons capricieux – atteignant une efficacité de 32,5 %.
“L’efficacité est phénoménale”, déclare Kyle Frohna à l’Université de Cambridge. Cependant, ces chiffres sont actuellement limités à des tailles de cellules solaires beaucoup plus petites que ce qui serait nécessaire pour un usage commercial, dit-il.
En mai, la société solaire Oxford PV a démontré que cellules tandem pérovskite-silicium pouvaient être fabriqués à une échelle prête pour la production, bien qu’ils aient un niveau d’efficacité légèrement inférieur de 28 %.
“Si nous pouvons les fabriquer à grande échelle, ce que certaines entreprises semblent capables de faire, c’est formidable”, déclare Frohna. “La seule mise en garde est que nous voulons nous assurer qu’ils sont suffisamment stables pour durer longtemps.”
Les sujets:
