Afin de réduire la consommation mondiale d’énergies fossiles, produire de l’énergie solaire figure aujourd’hui parmi les solutions les plus accessibles en termes de coût et de logistique. Dans ce secteur, les ingénieurs continuent de mener des travaux de recherche et de développement pour optimiser le rendement des différentes technologies de cellule solaire. Certains d’entre eux ont ainsi eu l’idée d’associer différents matériaux semi-conducteurs dopés dans une même cellule. Cette année 2023, l’équipe de Sharp Corporation a notamment travaillé à réaliser des cellules solaires empilées combinant une cellule à double jonction en tandem et une cellule en silicium. C’est une percée dans l’industrie du photovoltaïque, car celle-ci aurait établi un nouveau record d’efficacité de conversion d’énergie. Elle est essentiellement destinée à équiper des véhicules électriques. Découverte.
La conception de cette nouvelle cellule solaire
Jusqu’à ce jour, ce fabricant japonais utilisait des cellules solaires composées à triple jonction comprenant trois couches d’absorption de rayons solaires, avec une couche inférieure à base d’indium/gallium/arséniure. Mais actuellement, son équipe d’ingénieurs a découvert une nouvelle structure plus fine, plus performante et moins coûteuse. En effet, la cellule solaire de nouvelle génération comporte deux couches, dont une cellule à double jonction en indium/gallium/phosphore et en arséniure de gallium dans la partie supérieure, ainsi qu’une cellule en silicium dans la partie inférieure. Cette couche supérieure en tandem a été bien pensée afin d’atteindre une efficacité élevée, selon cette entreprise. Ainsi, la transmission de la lumière jusqu’à la couche du silicium est améliorée, entraînant une conversion plus efficace de la lumière du soleil de différentes longueurs d’onde en énergie propre. En outre, cette technologie est moins épaisse et nécessite donc moins de matériaux.
Son efficacité de conversion d’énergie
Selon la société Sharp, son équipe a réussi, en 2013, à concevoir un petit module de cellules photovoltaïques de 1,047 cm², capable d’atteindre un taux de conversion d’énergie optimal de 37,9 %. En 2022, les ingénieurs avaient modifié la structure en prenant en sandwich les différentes couches de cellule solaire entre des films minces. Grâce à l’amélioration de la densité d’empilement des matériaux, l’entreprise avait obtenu un rendement de 32,65 % dans un module souple et léger de 965 cm².
Mais en 2023, cette efficacité a encore augmenté jusqu’à 33,66 % dans un module de taille pratique (775 cm²), lorsque la structure des cellules solaires empilées a été améliorée. Il s’agirait actuellement du rendement le plus élevé au monde. Il est bon de noter que ce fabricant japonais ne compte pas s’arrêter là. En effet, il prévoit de poursuivre ses travaux de recherche et de développement afin d’optimiser la performance des cellules photovoltaïques, tout en allégeant leur coût de fabrication.
Les applications pratiques de cette innovation
Sharp a pour objectif d’installer ses nouvelles cellules photovoltaïques en silicium/tandem sur des véhicules électriques et des équipements mobiles. Celles-ci pourraient aussi être utilisées dans l’aviation et l’aérospatial. Cette entreprise estime que l’intégration de sa nouvelle technologie aux VE pourrait réduire les cycles de charge des batteries et les coûts de carburant, tout en optimisant l’expérience des automobilistes. D’ailleurs, ce projet contribue à limiter les émissions de carbone dans le secteur des transports. Il est à préciser que cette société est également très impliquée dans les efforts pour atteindre la neutralité carbone dans l’industrie de la téléphonie en 2050. Plus d’informations : Global.sharp.
