Des scientifiques du Laboratoire national des énergies renouvelables (NREL) ont fabriqué une cellule solaire avec un rendement de près de 50%.
La cellule solaire à six jonctions contient maintenant le record du monde de la plus haute efficacité conversion solaire à 47,1%, mesurée avec un éclairage concentré. Une variante du même prototype de panneaux solaires a alors également atteint le record d'efficacité sous éclairage solaire: 39,2%.
"Cet appareil démontre vraiment le potentiel extraordinaire des panneaux solaires à jonctions multiples"Dit Jean Geisz, scientifique au NREL et auteur principal du nouvel article sur le panneau solaire record.
L'article, «Cellules solaires III-V à six jonctions avec une efficacité de conversion de 47.1% sous une concentration de 143 soleils» était publié dans le magazine Nature Energy . Les co-auteurs de Geisz sont Ryan France, Kevin Schulte et d'autres collègues scientifiques du NREL.
Comment fonctionnent les panneaux solaires record
Pour construire l'appareil, les chercheurs du NREL se sont appuyés sur des matériaux III-V (nommés pour leur position dans le tableau périodique) qui ont un large éventail de propriétés d'absorption de la lumière. Chacune des six jonctions du panneau (les couches photoactives) est spécialement conçue pour capturer la lumière d'une partie spécifique du spectre solaire. L'appareil contient environ 140 couches au total de divers matériaux III-V pour soutenir les performances de ces épissures, et pourtant il est trois fois plus étroit qu'un cheveu humain. En raison de leur caractère hautement efficace et des coûts associés à leur construction, les cellules solaires III-V sont souvent utilisées pour alimenter les satellites.
Même énergie avec des panneaux beaucoup plus petits
"Une façon de réduire les coûts est de réduire la superficie requise"Dit Geiz. Cela peut être fait en utilisant un miroir pour capturer la lumière et en focalisant la lumière sur un point. À ce stade, vous n'avez besoin que d'un centième, voire d'un millième de matériau par rapport à une cellule de silicium à plaque plate. Beaucoup moins de matériau semi-conducteur est utilisé en concentrant la lumière. Un avantage supplémentaire est que l'efficacité augmente lorsque la lumière est concentrée.
Quand une efficacité de 100% sera-t-elle atteinte?
La réponse est simple, jusqu'à preuve du contraire: JAMAIS. Il y a des limites fondamentales imposées par la thermodynamique, mais il est certainement possible d'en faire plus, et cette étape est déjà extraordinaire. Pour atteindre une efficacité de 50% sous les rayons du soleil, les panneaux solaires record doivent abattre certaines barrières résistives.
