Le célèbre Institut Fraunhofer pour les systèmes d’énergie solaire (Fraunhofer ISE) d’Allemagne et l’institut de recherche néerlandais AMOLF ont fait leur marque dans le monde de l’énergie solaire. Ils ont créé une cellule solaire « multijonction » qui a atteint un rendement record de 36,1 %, une valeur jamais atteinte pour les cellules à base de silicium.
Un bond en avant dans la technologie solaire
Bien que le silicium soit largement utilisé dans la technologie solaire à travers le monde, son efficacité a une limite naturelle de 29,4 %. Mais selon le Fraunhofer ISE, il existe des moyens de surmonter cette limite. Le secret est de recouvrir ces cellules solaires de matériaux supplémentaires, les transformant ainsi en cellules solaires appelées « multijonctions ».
Ces cellules innovantes comportent plusieurs couches absorbant la lumière, chacune dédiée à un spectre de couleurs spécifique du soleil, permettant une utilisation plus efficace.
Albert Polman, responsable du projet AMOLF, a souligné l’importance de la collaboration entre les deux instituts, qui a débuté en 2020 et qui a abouti à cette prouesse sans précédent. La combinaison des spécialités de chaque équipe était cruciale : si Fraunhofer est connu pour fabriquer des cellules solaires ultra-efficaces à base de silicium et de semi-conducteurs comme GaInP ou GaAs, AMOLF a accumulé de l’expérience dans l’optimisation du traitement de la lumière dans les cellules solaires.
Comment ces progrès ont-ils été réalisés ?
La fabrication record a utilisé une cellule solaire en silicium TOPCon combinée à deux couches semi-conductrices de gallium, d’indium et de phosphore (GaInP) et d’arséniure de gallium, d’indium et de phosphore (GaInAsP) développées par Fraunhofer ISE. Cet assemblage a ensuite été recouvert d’un nanorevêtement spécial métal/polymère conçu par AMOLF et fabriqué en collaboration avec Fraunhofer ISE.
Un élément supplémentaire était le réflecteur arrière de la cellule solaire, qui améliore la collecte de la lumière à l’intérieur de la cellule, lui permettant pour la première fois de dépasser 36 % d’efficacité.
Quel est l’avenir de cette innovation ?
Bien que ces cellules solaires ultramodernes puissent être plus coûteuses, Fraunhofer ISE voit un grand potentiel dans les endroits restreints où il est nécessaire de générer de grandes quantités d’énergie solaire sur de petites zones.
Les applications futures sont vastes et vont des véhicules électriques à énergie solaire, à l’électronique grand public et aux drones.
Frank Dimroth de Fraunhofer ISE se félicite de ce résultat et souligne la contribution du nouveau réflecteur arrière AMOLF et de la cellule Fraunhofer GaInAsP améliorée à ce résultat extraordinaire.
Cette découverte ouvre sans aucun doute un nouveau chapitre dans l’histoire de l’énergie solaire et dans la manière dont nous l’utilisons pour un monde plus durable.
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