Loading...
Nouvelles technologies

Les scientifiques ont trouvé un moyen pour augmenter le rendement des cellules solaires

Cellules solaires

Toutes les cellules solaires classiques à base de silicium ont une limite d’efficacité. Cela revient en partie au fait que chaque photon de lumière ne peut faire tomber qu’un seul électron. Mais maintenant, les chercheurs ont trouvé une méthode permettant d’obtenir des photons à haute énergie pour expulser deux électrons au lieu d’un, ouvrant ainsi la porte à un nouveau type de cellule solaire avec une plus grande efficacité. Explications de Open Energie.

Un concept qui date des années 70

Alors que les cellules au silicium traditionnelles ont un rendement maximum théorique d’environ 30 % pour la conversion de l’énergie solaire, la nouvelle approche mise au point par des chercheurs au MIT (Massachusetts Institute of Technology) pourrait dépasser cette limite, en ajoutant potentiellement plusieurs points de pourcentage à ce rendement.

Le concept de base derrière cette nouvelle technologie est connu depuis des décennies. L’étude originale avait démontré la production de deux électrons à partir d’un photon, mais elle l’avait fait dans une cellule photovoltaïque organique, qui est moins efficace qu’une cellule solaire au silicium. À titre d’information, le concept a été proposé pour la première fois dans les années 1970, et n’a été transformé en un dispositif pratique qu’après plus de 40 ans. D’ailleurs, la partie la plus délicate consistait en fait à coupler cette technologie au silicium, cette substance qui n’est pas excitonique. Mais ce couplage n’avait jamais été réalisé auparavant.

Encore un long chemin à parcourir

Jusqu’à présent, les cellules de silicium actuelles n’ont pas encore atteint leur efficacité maximale, le nouveau matériau non plus. Ce qui signifie qu’il y a encore du travail à faire en termes de développement des deux technologies, mais l’étape cruciale du couplage des deux matériaux a bel et bien fait ses preuves. Selon les chercheurs, il reste encore des améliorations à faire, notamment au niveau des cellules silicium. Celles-ci peuvent être plus minces que les versions actuelles. Il faut aussi travailler sur la stabilisation des matériaux pour assurer leur durabilité.

Ainsi, l’équipe étudie la possibilité d’introduire d’autres approches pour l’amélioration de l’efficacité des cellules solaires, comme l’ajout d’une couche de pérovskite sur le silicium. Les chercheurs ont également mesuré une propriété spéciale de l’oxynitrure de hafnium qui permet de transférer l’énergie excitonique. D’après l’équipe, l’oxynitrure de hafnium génère une charge supplémentaire, ce qui permet de réduire les pertes par un procédé appelé passivation du champ électrique. Si les chercheurs parviennent à mieux contrôler ce phénomène, les gains d’efficacité pourraient être beaucoup plus importants.

Maintenant, il ne reste aux professionnels du domaine qu’à unir leurs forces et créer des synergies par la chimie afin d’améliorer la stabilité du matériau et par la suite l’efficacité des cellules solaires.