Avec 79 % de transparence, la cellule solaire invisible à jonction Schottky dévoilée

En utilisant de l'oxyde d'indium et d'étain (ITO) et du disulfure de tungstène (WS2) comme substrats, des scientifiques japonais ont mis au point une cellule solaire presque invisible. l'ITO et le WS2 agissent respectivement comme une électrode transparente et une couche photoactive.

Ce dispositif photovoltaïque est également connu sous le nom de cellule solaire à jonction Schottky, selon un rapport récemment publié. Il s'agit d'une interface entre un métal et un semi-conducteur qui fournit en outre la bande nécessaire à la séparation des charges. L'efficacité de conversion de puissance de cette cellule solaire est 1000 fois supérieure à celle d'un appareil de référence utilisant des électrodes ITO ordinaires.

Les scientifiques notent en outre que la cellule a une transparence de 79 % et ajoutent : « Nous avons également étudié la fabrication à grande échelle de cellules solaires. Les résultats montrent que même si la surface de l'appareil est augmentée, une simple mise à l'échelle de la taille à l'aide de grands cristaux WS2 et des électrodes de longueur parallèle n'améliorent pas la puissance totale de l'ensemble de l'appareil."

L'article intitulé "Fabrication de cellules solaires quasi-invisibles avec une seule couche de WS2" fait référence à la nouvelle technologie cellulaire. Les scientifiques ont également déclaré que les résultats pourraient aider à l'étude des cellules solaires presque invisibles utilisant du dichlorure de métal de transition, du stade de base au stade industriel réel.

Le rapport cite les scientifiques disant : "Une fois que les porteurs générés se sont déplacés vers les électrodes opposées, la production d'électricité peut être réalisée". La différence de travail de sortie entre l'une des électrodes et le semi-conducteur sépare les paires électron-trou photogénérées.

WS2 fait partie de la famille des dichlorures de métaux de transition. Dans la plage visible, WS2 a une bande interdite appropriée et le coefficient d'absorption par unité d'épaisseur le plus élevé, ce qui le rend idéal pour les cellules solaires presque invisibles. Les jonctions itO-WS2 sont obtenues par pulvérisation d'ITO sur un substrat de quartz, et les monocouches WS2 sont développées séparément par dépôt chimique en phase vapeur.

L'idée de cellules solaires quasi invisibles est séduisante en raison des nombreuses nouvelles applications qui peuvent être créées pour le solaire photovoltaïque, en particulier sur les bâtiments. L'énergie solaire peut aller au-delà du toit et également sur les côtés, en particulier du côté sud où il n'y a aucune ombre.

PV Tech comprend que la société solaire NewEnergyTechnologiesInc. a précédemment développé une cellule solaire transparente et prétend produire en masse cette cellule solaire "invisible" car elle est si transparente que même si elle est installée sur la surface d'une fenêtre, elle n'affecte pas la transmission lumineuse du verre. Le verre ne sera pas affecté par la transmission lumineuse.

L'année dernière, des chercheurs sud-coréens ont également affirmé avoir trouvé un moyen efficace et peu coûteux de convertir les cellules solaires opaques en transparentes. Les cellules solaires transparentes existantes ont tendance à avoir une teinte rougeâtre et sont moins efficaces, mais en perçant des trous d'environ 100 μm de diamètre (la taille d'un cheveu) dans la tranche de silicium cristallin, la lumière peut passer à travers sans avoir à colorer la cellule . Ces trous sont stratégiquement répartis sur la plaquette pour que l'œil humain ne puisse pas la « voir ». La recherche a été publiée dans la revue Joule.

Au cours des dernières décennies, les cellules solaires sont devenues moins chères, plus efficaces et plus respectueuses de l'environnement. Cependant, les applications actuelles des modules solaires sont limitées aux toits et aux centrales solaires éloignées, et il convient de réfléchir à la manière dont ils peuvent être mieux utilisés dans la vie des gens.

Et si, par exemple, la prochaine génération de modules solaires pouvait être intégrée dans les fenêtres, les bâtiments et même les écrans de téléphones portables ?