Des cellules solaires de forme hémisphérique pourraient améliorer considérablement l’absorption de la lumière solaire

Hemispherical-shaped solar cells could significantly improve sunlight absorption

Pourquoi est-ce important: De nombreuses équipes de recherche s’efforcent de réaliser de nouvelles avancées technologiques en créant des cellules solaires plus efficaces et plus utiles. Une étude récente réalisée par une université turque présente une solution potentielle, proposant une analyse informatique d’un type innovant de cellule photovoltaïque.

Dooyoung Hah, professeur adjoint de génie électrique à l’Université Abdullah Gül, a récemment publié une étude sur un nouveau type de cellule solaire conçue pour améliorer l’absorption de la lumière solaire. Hah propose une structure de cellule photovoltaïque de forme semi-sphérique, qui semble fournir des résultats nettement meilleurs en termes d’absorption de la lumière et de couverture angulaire.

Hah a expérimenté différentes conceptions pour cette nouvelle technologie de cellules solaires, en utilisant l’analyse par éléments finis (FEA) 3D pour tester leurs capacités. La FEA 3D est une technique informatique qui décompose les systèmes complexes en différentes parties ou éléments finis, étudiant comment ces éléments réagissent à la lumière avec ou sans structures de surface supplémentaires.

Lorsqu’elles sont utilisées conjointement avec une couche active comportant des bosses hémisphériques en forme de coquille, l’étude suggère que les cellules solaires peuvent obtenir une amélioration remarquable de l’absorption de la lumière solaire. Le type proposé de cellules solaires « bosses » absorberait 66 % de lumière polarisée transversalement électrique (TE) en plus et 36 % plus de lumière polarisée transversalement magnétique (TM) par rapport à une conception traditionnelle à cellules plates.

Des cellules solaires de forme hemispherique pourraient ameliorer considerablement labsorption

La lumière du soleil se polarise après avoir atteint et diffusé dans l’atmosphère terrestre, ce qui signifie que la nouvelle conception proposée par le professeur Hah pourrait théoriquement apporter une réelle amélioration à la technologie des cellules solaires. Cependant, la FEA 3D est un type de simulation informatique qui doit être testée dans des scénarios réels avec des prototypes matériels réels.

Quelle que soit la nature théorique de la nouvelle étude, Hah affirme que les progrès technologiques dans le domaine des énergies renouvelables sont devenus « tout à fait impératifs » pour l’humanité. Plusieurs efforts ont été déployés pour améliorer l’efficacité de la conversion d’énergie dans les cellules solaires, mais son étude se concentre sur les améliorations potentielles des performances au niveau des dispositifs du point de vue de la conception optique.

Hah étudie les technologies photovoltaïques depuis un certain temps et a mené différentes expériences (théoriques) sur de nouvelles formes de cellules solaires au cours des dernières années. En 2020, le chercheur a analysé une couche semi-cylindrique similaire en forme de coquille, obtenant une amélioration de 52 % de l’absorption de la lumière polarisée (TE). Deux ans plus tard, Hah a essayé une autre solution (bosses semi-circulaires et triangulaires) pour augmenter de 60 % l’absorption de la lumière polarisée (TE).

Envie de vous détendre un peu ? Voici un reportage très intéressant sur l’intelligence artificielle :

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