La conversion photovoltaïque de l'énergie solaire
Un nouveau type de cellule solaire à couche mince mis au point par des chercheurs de la Samueli School of Engineering de l'UCLA vient de battre un record en matière de récupération efficace de l'énergie du soleil. En ajoutant une nouvelle couche aux cellules solaires usuelles, les chercheurs estiment qu’elles peuvent réduire les coûts d’énergie solaire d’un cinquième environ, selon un processus relativement simple qui peut facilement être intégré à la fabrication des cellules solaires classiques.
La nouvelle technique impliquait un composé appelé pérovskite, une combinaison de plomb et d’iode capable de capter l’énergie de la lumière du soleil. Les chercheurs ont pulvérisé de la pérovskite sur des cellules solaires traditionnelles, formant ainsi une seconde couche mince. Ces cellules solaires «double couche» récupéraient beaucoup plus d'énergie. Les résultats ont été publiés aujourd'hui dans la revue Science.
"Nous tirons notre énergie de deux parties distinctes du spectre solaire sur la même zone d'appareils", a déclaré Yang Yang, professeur de science des matériaux à l'UCLA. Salle de presse de l'UCLA. "Cela augmente la quantité d'énergie générée par la lumière solaire par rapport à la couche CIGS seule."
Mieux encore, fabriquer de la pérovskite est peu coûteux et peu coûteux, ce qui signifie que l’ensemble du processus pourrait théoriquement être facilement incorporé dans le processus de fabrication des fabricants de panneaux solaires traditionnels.
L’équipe a commencé avec une cellule traditionnelle capable de récupérer à elle seule environ 18,7% de l’énergie solaire. La cellule de base était minuscule, juste deux millièmes de millimètre d'épaisseur. Ils ont ensuite ajouté la couche encore plus fine en pérovskite à la base, à l’aide d’un nouveau type d’interface à l’échelle nanométrique développée par les chercheurs, qui a permis d’accroître la tension.
Au lieu de 18,7%, ces nouvelles cellules ont été en mesure de capter 22,4% de l’énergie solaire, soit une augmentation d’environ 20%. L'équipe espère pouvoir continuer à affiner les cellules et à atteindre une efficacité pouvant atteindre 30%.
Les tactiques susceptibles d'accroître l'efficacité de l'énergie solaire sont d'une importance capitale pour la transition vers les énergies renouvelables. L'efficacité théorique maximale pour le type de cellule photovoltaïque le plus courant n'est que de 29%. Comme nous l’avons écrit dans un article précédent, «la lumière du soleil rebondit, s’absorbe sous forme de chaleur perdue et ne se convertit généralement pas en électricité».
Leur nouvelle innovation a également permis au groupe de briser le précédent record d’efficacité d’une cellule solaire tandem périgskite-CIGS, qui n’était que de 10,9%. Ce record a été établi en 2015 par un groupe de chercheurs travaillant avec IBM.
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