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Des chercheurs inventent une cellule solaire qui franchit pour la première fois le cap des 30 % de rendement

Publié le 13 Octobre 2022  


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Une cellule solaire expérimentale affiche un rendement record de 30 %. Crédit photo : Niels van Loon).

Les scientifiques ont inventé une cellule solaire tandem pérovskite – silicium à quatre bornes offrant un rendement de plus de 30 %. Une découverte qui pourrait permettre d’augmenter la production énergétique par mètre carré et de baisser le coût par kWh.

Dans le contexte de la transition énergétique, les recherches qui tendent vers des ressources à haut rendement sont fortement sollicitées. Le photovoltaïque est un excellent candidat dans ce domaine. En effet, la lumière est une source d’énergie illimitée et écologique. Cependant, le souci avec les installations solaires est que leur rendement est plutôt faible. En général, les panneaux photovoltaïques ne convertissent que 22 % de l’énergie solaire captée en énergie exploitable. Ainsi, pour avoir suffisamment de courant pour répondre à ses besoins, il faut investir dans une multitude de panneaux photovoltaïques. Une contrainte qui implique également souvent un souci d’espace.

Un meilleur rendement

Des chercheurs établis aux Pays-Bas et en Belgique se sont focalisés sur ces problématiques pour créer un nouveau type de panneau solaire plus efficace en termes de conversion énergétique. Ils affirment être parvenus à obtenir un rendement de l’ordre des 30 %, plus précisément de 30,01 %, grâce à une nouvelle composition de cellules solaires. Cet exploit est le fruit d’une collaboration entre la TNO (Organisation néerlandaise pour la recherche scientifique appliquée), l’Université de technologie d’Eindhoven, la société de R&D imec et l’Université de technologie de Delft.

JA Solar estime que des panneaux fondés sur cette technologie pourraient atteindre un rendement
d’environ 29 % en 2025. Crédit photo : JA Solar

Un module photovoltaïque tandem à quatre terminaux

Pour franchir la barre des 30 %, l’équipe a développé un nouveau type de cellule solaire. Celle-ci se compose de quatre terminaux en tandem pérovskite – silicium. Les cellules inférieures sont en silicium et celles du haut en pérovskite avec des contacts transparents. Les différentes couches fonctionnent ainsi de manière indépendante. En conséquence, il devient possible d’intégrer différents types de cellules inférieures.

Tandem pérovskite-silicium pour une meilleure efficacité

Les chercheurs ont pu améliorer de 19,7 % l’efficacité des cellules en pérovskite, pour une surface de 3 × 3 mm². « Ce type de cellule solaire présente un contact arrière hautement transparent qui permet à plus de 93 % de la lumière proche infrarouge d’atteindre la partie inférieure. Cette performance a été obtenue en optimisant toutes les couches des cellules solaires en pérovskite semi-transparentes à l’aide de simulations optiques et électriques avancées pour le travail expérimental en laboratoire », explique le docteur Mehrdad Najafi de la TNO. Il va sans dire que cette recherche devrait contribuer à l’amélioration du rendement de conversion des panneaux solaires. Parmi les sources d’énergie renouvelable disponibles, le photovoltaïque est effectivement la plus connue. Il s’agit d’ailleurs d’une solution idéale pour les habitations situées dans des zones urbaines dans la mesure où les panneaux qui captent la lumière du soleil peuvent être installés sur le toit. Les résultats ont été publiés dans la revue Progress in Photovoltaics.

© Marc ODILON pour neozone.org

 

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