Nouveau record de rendement pour les cellules solaires souples
Des scientifiques de l'Empa ont établi un nouveau record de rendement de près de 21,4 % pour des cellules solaires CIGS sur film polymère flexible. Les cellules solaires de ce type sont particulièrement adaptées aux applications sur les toits, les véhicules de transport et les appareils mobiles.
Un groupe de chercheurs de l'Empa a porté le rendement des cellules solaires souples à un nouveau record. Des mesures indépendantes ont révélé une valeur de 21,4 % lorsque ce type de cellules solaires transforme la lumière en courant électrique. À titre de comparaison, le meilleur rendement d'une cellule solaire traditionnelle (non flexible) en silicium cristallin est de 26,7 %.
Les détails de cette performance de recherche seront présentés par Romain Carron, chef de groupe au laboratoire Empa pour les couches minces et le photovoltaïque sous la direction d'Ayodhya N. Tiwari, le 7 septembre 2021 lors de la "38th European Photovoltaic Solar Energy and Conference and Exhibition (EU PVSEC)", qui aura lieu cette année de manière virtuelle.
Les cellules solaires flexibles à haut rendement sont fabriquées à l'aide d'une méthode d'évaporation à basse température sur un film polymère. Le matériau semi-conducteur Cu(In,Ga)Se2, qui absorbe la lumière, se dépose lentement sur le film sous la forme d'un film très fin. Le chercheur de l'Empa Shiro Nishiwaki a optimisé la composition de la couche et des dopants alcalins afin d'augmenter (encore) le rendement. Les chercheurs ont étudié les effets d'une exposition combinée à la chaleur et à la lumière après le traitement des cellules solaires et ont constaté une augmentation du rendement photovoltaïque, qui reste stable après plusieurs mois. Le rendement des cellules solaires de 21,38 % a été confirmé par un organisme indépendant à l'Institut Fraunhofer pour les systèmes énergétiques solaires (ISE) de Fribourg.
Toujours de nouveaux records - depuis plus de 20 ans
Tiwari et son équipe mènent des recherches sur les cellules solaires flexibles à couches minces depuis plus de 20 ans. Grâce à leur connaissance approfondie de la technologie et des processus physiques sous-jacents, ils ont établi plusieurs records de rendement au fil des ans. Ils ont commencé avec 12,8 % en 1999, ont atteint 14,1 % (2005), 17,6 % (2010), 18,7 % (2011), 20,4% (2013) et 20,8 % en 2019.
Les modules solaires flexibles et légers utilisant cette technologie sont particulièrement adaptés aux applications sur les toits et les façades des bâtiments, aux serres, aux véhicules de transport, aux dirigeables et à l'électronique portable. L'Empa travaille avec l'entreprise suisse Flisom, une spin-off de l'Empa et de l'ETH Zurich, sur la fabrication roll-to-roll de modules solaires légers et flexibles pour de telles applications.
Les travaux de recherche et de développement ont été soutenus par l'Office fédéral suisse de l'énergie (OFEN).
