Une nouvelle cellule solaire atteint une efficacité de conversion photoélectrique de 25 %

Des chercheurs allemands et belges ont travaillé ensemble pour développer une nouvelle cellule solaire tandem titanite de calcium/diséléniure de cuivre et d'indium (CIS) avec un rendement de conversion photovoltaïque de 25 %, le plus élevé jamais atteint dans sa catégorie. La cellule solaire est flexible, légère et polyvalente, promettant des applications dans les véhicules, les appareils portables et les appareils pliables. Les dernières recherches ont été publiées dans la revue ACS-Energy Letters, une division de l'American Chemical Society.

Le chalcogénure est un nouveau type de matériau avec une structure cristalline spéciale. Au cours de la dernière décennie, les cellules solaires au titanite de calcium ont progressé rapidement pour atteindre des rendements photovoltaïques comparables à ceux des cellules solaires au silicium établies de longue date.

L'efficacité des cellules solaires peut être augmentée en utilisant deux cellules ou plus dans une pile. Si chaque cellule solaire de la pile peut efficacement absorber la lumière d'une partie différente du spectre solaire, les pertes inhérentes peuvent être réduites et l'efficacité photovoltaïque de la cellule entière augmentée. En raison de leur "polyvalence", les cellules solaires au chalcogénure sont devenues le "leader" dans le domaine des cellules solaires empilées. Les cellules solaires en tandem utilisant du chalcogénure et du silicium ont atteint des rendements photovoltaïques allant jusqu'à 29 % ou plus, nettement plus élevés que les cellules fabriquées à partir de chalcogénure (25,7 %) ou de silicium (26,7 %) seuls.

Dans la dernière étude, une équipe de recherche internationale dirigée par le Dr Marko Preciado de l'Institut de technologie de Karlsruhe a produit avec succès des cellules solaires en tandem titanite de calcium/CIS avec un rendement de conversion photovoltaïque allant jusqu'à 24,9 %, le rendement de conversion photovoltaïque le plus élevé jamais atteint avec ce type de technologie.

La combinaison du chalcogénure avec d'autres matériaux tels que le diséléniure de cuivre-indium ou le diséléniure de cuivre-indium-gallium tient la promesse de cellules solaires tandem flexibles et légères, selon les chercheurs. De telles cellules pourraient être montées non seulement sur des bâtiments, mais aussi sur des véhicules et des appareils portables, et pourraient même être pliées ou enroulées pour le stockage et étendues si nécessaire, par exemple sur des stores ou des auvents, pour protéger du soleil tout en générant de l'électricité.

Les chercheurs ont déclaré: "Les dernières recherches démontrent le potentiel des cellules solaires tandem titanite de calcium / CIS, ouvrant la voie à une éventuelle augmentation future de l'efficacité à plus de 30%."