Les panneaux solaires convertissent la lumière en électricité et ouvrent la voie à une énergie plus verte. L’université du Surrey a codirigé une équipe qui a réussi à augmenter de 25 % la quantité d’énergie absorbée par des panneaux photovoltaïques très minces.
Les panneaux solaires, qui ne font qu’un micromètre d’épaisseur (1 μm), transforment la lumière en électricité plus efficacement que les autres, ouvrant ainsi la voie à une énergie plus accessible, propre et verte.
Dans l’étude, les scientifiques précisent comment ils ont utilisé les caractéristiques de la lumière solaire pour concevoir une couche désordonnée en nid d’abeille qui vient se superposer à une tranche de silicium. L’étude a été publiée dans la revue Photonics de l’American Chemical Society.
Les ailes de papillon et les yeux d’oiseau sont des exemples de cette approche dans la nature. La conception créative du nid d’abeille permet d’absorber la lumière sous n’importe quel angle et de piéger la lumière dans la cellule solaire, ce qui permet de générer davantage d’énergie.
Marian Florescu de l’Institut de technologie avancée à l’Université du Surrey a affirmé que « l’un des défis du travail avec le silicium est que près d’un tiers de la lumière rebondit directement sur celui-ci sans être absorbé et sans que l’énergie soit exploitée. Elle précise aussi qu’une couche texturée sur le silicium aide à résoudre ce problème et qu’ainsi, leur conception désordonnée, mais hyperuniforme, en nid d’abeille a été particulièrement réussie.»
Le groupe de recherche de l’Université du Surrey et de l’Imperial College London ont collaboré avec des partenaires expérimentaux de l’AMOLF à Amsterdam pour développer un modèle et créer le nouveau photovoltaïque ultra-mince.
En laboratoire, ils ont obtenu des taux d’absorption allant jusqu’à 26,3 mA/cm2, soit une augmentation de 25 % par rapport au précédent record de 19,72 mA/cm2 obtenu en 2017. Ils ont pu obtenir un rendement de 21 %, mais prévoient que des améliorations supplémentaires permettront de pousser ce chiffre plus loin.
Cela a conduit à des efficacités qui sont considérablement meilleures par rapport à plusieurs photovoltaïques disponibles dans le commerce.
Diffusion de la lumière à partir d’une fine membrane de silicium absorbant 65 % de la lumière du soleil. Crédit d’image : Université de Surrey.
« L’utilisation de cellules photovoltaïques ultrafines présente un énorme potentiel. Par exemple, étant donné leur légèreté, ils seront particulièrement utiles dans l’espace et pourraient rendre viables de nouveaux projets extra-terrestres. Comme ils utilisent beaucoup moins de silicium, nous espérons qu’ils permettront également de réduire les coûts sur Terre, et qu’ils pourraient permettre de tirer davantage de bénéfices de l’internet des objets et de créer des bâtiments à énergie zéro alimentés localement. » a affirmé Marian Florescu.
Bénéficiant également à la production d’énergie solaire, les résultats pourraient également profiter à d’autres industries où la gestion de la lumière et l’ingénierie des surfaces sont considérées comme vitales, par exemple la photo-électrochimie, les photodétecteurs et l’émission de lumière à semi-conducteurs.
Des étapes supplémentaires pour le groupe comprendront l’examen de collaborateurs commerciaux et le développement de méthodes de fabrication.
Référence de la revue :
Tavakoli, N., et al . (2022) Plus de 65 % d’absorption de la lumière solaire dans une dalle de Si de 1 μm à texture hyperuniforme. ACS Photonique . doi.org/10.1021/acsphotonics.1c01668
Crédit Photo : Klaus-Uwe Gerhardt de Pixabay
(Source)
Une réflexion sur “Panneaux solaires : convertir la lumière en électricité pour plus d’efficacité”