Rendement record de 34,5 % pour une cellule solaire

21 juillet 2016, 13:16
Le prototype du module à quatre jonctions. Source : UNSW.
Le prototype du module à quatre jonctions. Source : UNSW.
Les experts en photovoltaïque pensaient qu’il faudrait attendre 2050 pour voir des cellules solaires atteindre des rendements de 35 %. Sans doute passeront-ils un coup de chiffon sur leur boule de cristal après avoir appris que des chercheurs australiens de l’Université de Nouvelle-Galles du Sud (UNSW) étaient parvenus à mettre au point des cellules solaires multi-jonctions de 28 cm² dont le rendement atteint 34,5 %.
 
Les chercheurs ont donc réalisé ce qui paraissait à peine concevable : dépasser de près de 44 % l’ancien record de 24 %, qui avait toutefois été obtenu avec une surface collectrice de 800 cm². On parle ici de rendements obtenus sans concentrateur de lumière solaire, catégorie dans laquelle les chercheurs australiens étaient déjà les champions du rendement .
 
Le record sans concentrateur a été battu grâce à une cellule solaire spéciale, un mini-module combinant une cellule classique en silicium placée du côté d’un prisme, et une cellule solaire à triple jonction placée de l’autre côté du prisme (cf. illustration). Chaque couche étant sensible à une plage spectrale bien définie, l’énergie solaire est convertie en énergie électrique de façon très efficace : les photons qui n’ont pas éjecté les électrons d’une couche atteignent la suivante, etc. Une partie de la bande infrarouge non convertie par la cellule à triple jonction est filtrée et renvoyée vers la cellule en silicium. Le mini-module extrait donc la quasi totalité de l’énergie lumineuse incidente.
 
Aufbau der spektral selektiven Solarzelle: Quelle: UNSW
Schéma de principe du module à séparation spectrale. Source : UNSW.
 
Les chercheurs reconnaissent que l’assemblage industriel de ce module dans des panneaux solaires pour toitures reste pour l’instant peu probable, notamment en raison des difficultés de fabrication, donc des surcoûts que cela implique. L’équipe travaille néanmoins sur de nouvelles techniques d’assemblage qui permettraient de réduire la complexité du processus de fabrication.
 
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