De temps à autre, des innovations émergent dans le solaire, avec l'objectif d'améliorer le rendement des panneaux actuels. Ces dernières années, nous avons déjà suivi la mise au point des panneaux thermoradiatifs ou de nouvelles cellules utilisant un simple ajout d'air.
Cette fois, un groupe de chercheurs de l'université norvégienne de science et de technologie (NTNU) dit avoir développé un nouveau matériau à base de nanofils semi-conducteurs. Si celui-ci était placé au-dessus d'une cellule solaire standard, il pourrait, selon les scientifiques, doubler son efficacité avec un coût modeste.
Des fils tombés dans le panneau
Anjan Mukherjee, du département des systèmes électroniques de l'université et principal développeur de la méthode, affirme ainsi disposer « d'une nouvelle méthode d'utilisation de l'arséniure de gallium (GaAs) rendu très efficace grâce à la nanostructuration. Ceci nous permet de rendre les cellules solaires beaucoup plus efficaces en n'utilisant qu'une infime fraction du matériau normalement utilisé ».
L'arséniure de gallium est déjà utilisé dans l'industrie. Il sert lors de la production de cellules à haut rendement (notamment pour l'espace), étant donné la qualité de son absorption lumineuse et d'extraordinaires caractéristiques en électricité. Problème : le composé est aussi coûteux à obtenir.
C'est d'ailleurs ce coût important qui a entraîné une demande en techniques permettant de le contenir. La nouvelle méthode s'inscrit donc dans une volonté récente d'obtenir de bons résultats avec ce composé tout en utilisant le moins de matière possible.
Une méthode compatible avec l'industrialisation
Ici, les scientifiques ont donc adopté une structure à base de nanofils. Conçu en tandem, le panneau place ce réseau par-dessus une cellule de silicium. Pour Helge Weman, professeur au département des systèmes électroniques, cette technique « évite l'utilisation d'un substrat coûteux d'arséniure de gallium », mais donnerait une cellule « 10 fois plus efficace que toute autre cellule solaire ».
Avantage : selon Anjan Mukherjee, la méthode de fabrication utilisée serait favorable à une industrialisation. L'expert explique : « nous créons les nanofils à l'aide d'une méthode appelée MBE (molecular beam epitaxy), qui n'est pas une solution susceptible de produire de grands volumes de matériau. Cependant, il est possible de produire ces nouvelles cellules solaires à grande échelle en utilisant d'autres méthodes, comme le MOCVD (dépôt en phase vapeur organique métallique) ».
Les panneaux ainsi produits pourraient également être compatibles avec une utilisation dans l'espace. Les chercheurs s'interrogent sur l'ajout de leurs nanofils à d'autres types de panneaux. Anjan Mukherjee explique ainsi : « Nous explorons l'ajout de ce type de structure à d'autres substrats, comme le graphène. Cela pourrait donner d'énormes opportunités de production de cellules solaires légères et flexibles, pouvant être utilisées dans des drones auto-alimentés, des micro-satellites et d'autres applications spatiales. »
Source : TechXplore
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