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On frole le rendement record des cellules solaires simple

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L’Imperial College London a frole le record du monde pour le rendement des cellules solaires a simple jonction. Le professeur Keith Barnham, du laboratoire de photovoltaique quantique, a annonce avoir obtenu un rendement de 27% alors que le record du monde est de 27,6%. La cellule solaire de l’universite londonienne est une jonction simple avec 50 puits quantiques de InGaAs (Arseniure de Gallium et d’Indium) entre des barrieres de GaAsP (Phospho-Arseniure de Gallium) qui permet au systeme d’avoir un faible « bandgap ». De plus le spectre d’absorption est particulierement large, pour une seule jonction il s’etend de 300 a 1000 nm. Les puits quantiques sont realises par des couches superposees de materiaux aux proprietes differentes qui permettent de fixer un niveau d’energie potentielle bien precis. Comme une bille dans un creux, l’electron ou le trou se retrouve confine dans le puits et ne pourra en ressortir qu’avec un apport d’energie. Son energie se retrouve discretisee, cela signifie que la particule ne peut pas avoir n’importe quelle energie mais prend des energies bien precises qui dependent des parametres du puits. Ainsi la particule va transiter d’une couche a l’autre de la cellule solaire comme en montant ou descendant une echelle. Le rendement de la cellule se retrouve donc accru car la particule se deplacera plus facilement et se recombinera plus difficilement. Un autre parametre preponderant est la qualite du reseau cristallin du materiel : plus le cristal est pur et moins les trous ou les electrons se recombineront. Le InGaAs et le GaAsP forment un cristal stable et de bonne qualite, souligne le professeur Barnham. Pourquoi ce record, pour la simple jonction, vieux de 15 ans, n’a-t-il pas ete approche depuis si longtemps ? Les cellules solaires multicouches sont surement la reponse. Avec un plus large spectre d’absorption, une plus grande duree de vie et des rendements superieurs a 30%, les multicouches se sont imposees dans le spatial et sont aujourd’hui utilisees sur la majorite des satellites. « Imperial College » s’est oriente vers la simple jonction car elle est moins chere que la multicouche et offre une bonne application terrestre ou le rayonnement varie tout le long de l’annee. Cependant le recent record est une unique cellule « situee au sommet de la courbe de distribution des rendements » et pour une application commerciale, la technologie a l’Arseniure de Gallium reste bien plus chere que le Silicium. Sources : http://www.sc.ic.ac.uk/ q_pv/ ; http://www.sc.ic.ac.uk/ q_pv/publications/overview/index.htm ; ElectronicsWeekly, press release, 02/03/05, http://www.electronicweekly.co.uk Redacteur : Yacine Touati

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