L’énergie solaire est largement convoitée à l’échelle mondiale, alors que la plupart des pays ambitionnent d’atteindre la neutralité carbone au cours des prochaines décennies. Cependant, les panneaux solaires photovoltaïques actuels sont loin d’être parfaits en termes de capacité de conversion de la lumière solaire en électricité. Preuve en est, les modules en silicium, les plus répandus actuellement, ont une limite de rendement théorique de 33,7 %. Cela signifie qu’ils gaspillent près de 77,3 % de l’énergie solaire qu’ils reçoivent. De leur côté, les cellules en pérovskite, qui sont considérées comme les plus prometteuses actuellement, ont une efficacité théorique limitée à 43 %. Dans le but de révolutionner le domaine de l’énergie solaire, des chercheurs de l’Université Complutense de Madrid, en Espagne, travaillent sur un nouveau type de cellule solaire photovoltaïque.
Une meilleure bande interdite
Javier Olea Ariza et ses collègues développent ladite cellule depuis près de 15 ans. Mais ce n’est que récemment qu’une percée remarquable a été réalisée. Leur dispositif photovoltaïque avancé est à base de phosphure de gallium (Gap) et de titane (Ti). Le Gap a été choisi, car il affiche une bande interdite de 2,26 eV (électronvolts). À titre de comparaison, le silicium possède une bande interdite d’environ 1,3 eV, contre 1,5 à 2,3 eV pour la pérovskite. Pour évaluer le potentiel de leur nouveau type de cellule solaire, les chercheurs ont mis au point un prototype de 1 cm² avec un absorbeur GaP:Ti d’une épaisseur de 50 nm, une couche de GaP de type p et des contacts métalliques utilisant de l’or (Au) et du germanium (Ge).
Mieux absorber la lumière
L’équipe a ensuite mené des expériences en laboratoire visant à mesurer la transmittance et la réflectance. Ils ont constaté que l’appareil photovoltaïque était en mesure de mieux absorber la lumière dès lors que la longueur d’onde dépassait 550 nm. Une capacité qui permettrait à celui-ci d’avoir un rendement de conversion potentiel de 60 %. Les scientifiques estiment que cette performance remarquable est due à l’utilisation du titane. « Les résultats confirment que le matériau GaP:Ti a un coefficient d’absorption très élevé », a déclaré Olea Ariza.
Des améliorations sont encore nécessaires
Certes, il s’agit d’une avancée remarquable qui pourrait contribuer à l’essor de l’énergie solaire photovoltaïque, mais cette technologie n’est pas encore près de devenir opérationnelle. Et pour cause, dans l’état actuel des choses, la capacité de production de la cellule reste très faible. Par ailleurs, l’équipe de l’université espagnole est confrontée à un défi technique lié à l’incorporation du titane dans le dispositif photovoltaïque. Des travaux de recherche supplémentaires sont donc nécessaires. Plus d’infos : sciencedirect.com. Le domaine du photovoltaïque devrait évoluer de façon significative d’ici à quelques années, qu’en pensez-vous ? Je vous invite à nous donner votre avis, vos remarques ou nous remonter une erreur dans le texte, cliquez ici pour publier un commentaire .
