Cellule solaire multijonction flexible avec 45 % d’efficacité
Des chercheurs britanniques ont mis au point une technologie de cellule solaire multijonction qui peut être pulvérisée sur n’importe quelle surface avec un rendement de 27 % et visent 45 %.
L’équipe de l’Université d’Oxford a réussi à imprimer plusieurs couches minces absorbant la lumière dans une cellule solaire afin de capter une plus grande partie de l’énergie de la lumière. Avec une épaisseur d’un peu plus d’un micron, cette cellule est presque 150 fois plus fine qu’une plaquette de silicium et peut être appliquée sur presque n’importe quelle surface. Les couches multiples augmentent l’efficacité de la conversion.
L’Institut national japonais des sciences et technologies industrielles avancées (AIST) a certifié de manière indépendante que la cellule offrait un rendement énergétique de plus de 27 %, égalant pour la première fois les performances des cellules solaires traditionnelles en silicium monocouche.
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« En seulement cinq ans d’expérimentation de notre approche d’empilement ou de jonction multiple, nous avons fait passer le rendement de conversion de l’énergie d’environ 6 % à plus de 27 %, ce qui est proche des limites de ce que les dispositifs photovoltaïques à couche unique peuvent atteindre aujourd’hui », a déclaré le Dr Shuaifeng Hu, post-doctorant à l’Université de physique d’Oxford (voir ci-dessus). « Nous pensons qu’avec le temps, cette approche pourrait permettre aux dispositifs photovoltaïques d’atteindre des rendements bien plus élevés, dépassant les 45 %.
En utilisant de nouveaux matériaux qui peuvent être appliqués comme un revêtement, nous avons montré que nous pouvions reproduire et surpasser le silicium tout en gagnant en flexibilité. C’est important parce que cela promet plus d’énergie solaire sans avoir besoin de tant de panneaux à base de silicium ou de fermes solaires spécialement construites », a déclaré le Dr Junke Wang, chercheur postdoctoral à l’Université de physique d’Oxford.
Il travaille sur des cellules solaires à multijonction à base de pérovskite où les matériaux peuvent être recouverts par pulvérisation en couches multiples. L’empilement optique complexe d’une cellule solaire à multijonction peut entraîner des pertes dues à l’absorption et à la réflexion parasites de la lumière incidente, ce qui aggrave le décalage de courant entre les sous-cellules, limitant ainsi la densité de courant de court-circuit du tandem.
Il a précédemment mis au point une cellule solaire tandem entièrement en pérovskite qui utilise des stratégies de passivation de surface pour réduire la recombinaison non radiative aux interfaces pérovskite-fullerène, ce qui permet d’obtenir une tension élevée en circuit ouvert. Une électrode transparente optiquement inoffensive et des couches de transport de charge ont permis d’augmenter les performances à plus de 23 %.
« Nous pouvons envisager d’appliquer les revêtements de pérovskite sur des types de surfaces plus larges pour produire de l’énergie solaire bon marché, comme les toits des voitures et des bâtiments et même le dos des téléphones portables. Si davantage d’énergie solaire peut être générée de cette manière, nous pouvons prévoir qu’il sera moins nécessaire à long terme d’utiliser des panneaux de silicium ou de construire de plus en plus de fermes solaires », a déclaré M. Wang.
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