Des chercheurs néerlandais franchissent la barrière des 30 % dans les cellules solaires
Quatre conceptions photovoltaïques pérovskite-silicium les ont aidés dans leur cause.
La cellule tandem développée par des chercheurs aux Pays-Bas. TUE
Une collaboration de chercheurs de différents instituts aux Pays-Bas a permis de franchir la barrière des 30 % associée aux cellules solaires. Ce résultat contribuera à l’adoption de l’énergie solaire dans le monde entier et réduira notre dépendance à l’égard des combustibles fossiles, selon un communiqué de presse de l’organisation.
Même si les gouvernements du monde entier encouragent l’énergie solaire dans le but de réduire les émissions de carbone, l’adoption de cette technologie a été limitée par son efficacité de conversion énergétique. La plupart des panneaux solaires disponibles dans le commerce ont un rendement de conversion énergétique maximal de 22 %.
Si cette situation pouvait être améliorée, cela signifierait qu’une plus grande quantité d’énergie pourrait être produite sur la même parcelle de terrain à un coût unitaire inférieur, ce qui augmenterait la disponibilité de l’énergie tout en réduisant le coût final pour les clients, ce qui en fait une proposition gagnant-gagnant.
Briser la barrière des 30
Pour y parvenir, des chercheurs néerlandais se sont réunis pour créer un dispositif tandem pérovskite/silicium à quatre bornes. Un dispositif en tandem peut mieux utiliser le spectre solaire car il utilise un mélange de cellules solaires à base de silicium et de cellules solaires à base de pérovskite. Alors que les premières fonctionnent bien avec la lumière dans le spectre visible et infrarouge, les pérovskites peuvent utiliser la longueur d’onde dans l’ultraviolet et la lumière visible tout en étant transparentes à la lumière infrarouge.
Dans un dispositif tandem à quatre terminaux, les cellules supérieures et inférieures peuvent fonctionner indépendamment, ce qui permet d’utiliser des tandems bifaciaux et d’augmenter encore la puissance de l’architecture.
Le communiqué de presse indique que les chercheurs ont amélioré l’efficacité d’une cellule semi-transparente en pérovskite d’une surface de 3×3 mm2 jusqu’à 19,7 %. Sous cette cellule, une cellule solaire en silicium, d’une largeur de 20X 20 mm2, a été placée. Le dispositif tandem était également doté d’un contact arrière hautement transparent qui permettait à 93 % de la lumière proche infrarouge d’atteindre le bas du dispositif.
Le dispositif au silicium a été optimisé à l’aide d’une multitude de caractéristiques, et son efficacité a été portée à 10,4 %. Associé à la cellule solaire en pérovskite, le dispositif présente un rendement de conversion énergétique combiné de 30,1 %, ce qui en fait le meilleur rendement obtenu à ce jour.
Augmentation de l’efficacité énergétique des panneaux solaires
La semaine dernière, Interesting Engineering a rapporté comment les chercheurs de l’université de Rice, aux États-Unis, avaient résolu le problème de la fragilité associée aux cellules pérovskites.
Les chercheurs européens ont également découvert qu’en combinant la cellule pérovskite avec d’autres technologies existantes, il est possible d’augmenter le rendement énergétique au-delà de 30 %. Maintenant que les composants nécessaires pour atteindre cette marque sont connus, les chercheurs travaillent sur la façon dont le matériau et les processus peuvent être mis à l’échelle et faire l’objet d’une production de masse.
Le dispositif mis au point par les chercheurs a été certifié par l’ETSI, en Italie, et les résultats ont été présentés lors de la 8e conférence mondiale sur la conversion de l’énergie photovoltaïque (WCPEC-8) à Milan. Les résultats ont également été publiés dans la revue à comité de lecture Progress in Photovoltaics.
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Source : Interesting Engineering – Traduit par Anguille sous roche
