Cellule solaire hybride : vers un rendement de 44% !

12/02/2012

Un photon bleu génère deux électrons

Un photon bleu génère deux électrons

Des chercheurs de l’université de Cambridge ont réussi à augmenter le rendement d’une cellule solaire hybride en récupérant efficacement l’énergie des photons bleus jusque là peu exploités.

Les panneaux photovoltaïques utilisent l’énergie des particules de lumière, les photons, pour générer des électrons et ainsi créer de l’électricité. Les cellules solaires actuelles arrivent ainsi à générer un électron à partir d’un photon, mais seulement sur une partie du spectre lumineux. Ainsi, les très énergétiques photons bleus ne sont pas entièrement captés par les panneaux photovoltaïques. Les photons non absorbés sont alors réfléchis et une partie de l’énergie solaire est « perdue » en chaleur.

L’incapacité des cellules solaires à exploiter en même temps toutes les couleurs composant la lumière limite leur rendement maximum théorique à seulement 34%. Certaines cellules solaires arrivent à exploiter une partie du spectre lumineux inexploitable par d’autres cellules solaires. Ainsi, les meilleurs panneaux photovoltaïques produits à ce jour sont des panneaux multi-jonction utilisant différentes cellules solaires pour capter un plus large spectre lumineux (Voir l’article : Record de rendement photovoltaïque : 36,9% avec des couches minces triple jonction).


Un photon bleu génère deux électrons

Les scientifiques de l’université de Cambridge, spécialisés dans le domaine du photovoltaïque organique, ont réussi à créer une cellules solaire hybride capable de générer deux électrons à partir d’un photon bleu. Les très énergétiques photons bleus deviennent ainsi exploitables en fournissant un rendement supérieur aux photons rouges qui sont plus faciles à transformer en électricité mais qui ne génèrent qu’un électron pour un photon.

Pour y arriver, les chercheurs ont ajouté un semi-conducteur organique appelé pentacène lors de la fabrication de leur cellule photovoltaïque. La cellule solaire hybride ainsi créée est capable d’absorber à la fois la lumière rouge et la lumière bleu, portant ainsi le rendement maximum théorique à 44%.

Une cellule solaire hybride est fabriquée à partir d’un mélange de polymère organique et de nanoparticules inorganiques. Les cellules photovoltaïques hybrides appartiennent à la famille des cellules solaires organiques. Ces cellules solaires sont très différentes des cellules traditionnelles en silicium et peuvent être produites en masse et à faible coût en étant imprimées sur du plastique par rouleaux d’impression (roll-t-roll).

La société Eight19, une émanation du centre de recherche en photovoltaïque organique de l’université de Cambridge, travaille avec les chercheurs pour améliorer leur cellule solaire hybride en vue d’une production commerciale. Il est difficile de dire quand cette cellule photovoltaïque hybride d’un nouveau genre sera exploitable pour une production à grande échelle, mais les scientifiques espèrent y arriver pour 2015.

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