Des cellules solaires flexibles : Nouvelle amélioration du rendement
L'Empa annonce un nouveau record de rendement pour les cellules solaires flexibles : Une nouvelle fois, une valeur de 22,2% a été atteinte pour les cellules solaires flexibles CIGS sur film plastique. De telles cellules solaires flexibles sont particulièrement adaptées aux applications sur les bâtiments, les véhicules, les satellites, les dirigeables et les appareils mobiles.
Les chercheurs de l'Empa ont une nouvelle fois amélioré le rendement des cellules solaires flexibles CIGS. L'année dernière déjà, un record avait été annoncé. Des mesures certifiées par un organisme indépendant indiquent désormais une valeur de 22,2% pour la conversion de la lumière en électricité, ce qui représente une amélioration par rapport à la valeur record précédente de 21,4%. À titre de comparaison, le rendement maximal d'une cellule solaire rigide en silicium cristallin est de 26,7%. L'équipe dirigée par Romain Carron, chef de groupe au Laboratoire des couches minces et du photovoltaïque de l'Empa, sous la direction d'Ayodhya N. Tiwari, a présenté ses derniers résultats lors de la "8e World Conference on Photovoltaic Energy Conversion" (WCPEC-8), le 26 septembre 2022 à Milan.
Une couche mince de semi-conducteur encore optimisée
Les cellules solaires flexibles sont traitées sur un film polymère avec une couche semi-conductrice absorbant la lumière, composée d'un composé cuivre-indium-gadolinium-sélénium. Cette couche minérale est déposée par un procédé de co-évaporation à basse température. Le scientifique de l'Empa Shiro Nishiwaki a modifié la composition de la couche afin d'améliorer la puissance et la tension de sortie des cellules. "Deux approches différentes de l'alliage du cristal ont conduit à une amélioration similaire de la performance du dispositif", explique Romain Carron. Par conséquent, les résultats peuvent être transposés à l'échelle industrielle de différentes manières, mais avec des résultats équivalents. Le rendement de la cellule solaire de 22,2% a été confirmé de manière indépendante à l'Institut Fraunhofer pour les systèmes énergétiques solaires ISE à Fribourg.
Les cellules solaires flexibles : Un domaine de recherche depuis 1999
Ayodhya Tiwari et son équipe mènent des recherches sur les cellules solaires flexibles à couches minces depuis plus de 23 ans. Au fil des ans, ils ont établi plusieurs records d'efficacité. Leur "série de records" a commencé en 1999 avec un rendement de 12,8%, puis est passée à 14,1% (2005), 17,6% (2010), 18,7% (2011) et 20,4 %(2013) pour finalement atteindre 20,8% en 2019 et 21,4% en 2021. Cependant, compte tenu des rendements déjà très élevés, toute augmentation, même minime, nécessite une étude approfondie des facteurs limitant la conversion de l'énergie et des approches innovantes pour y faire face, est-il précisé. L'augmentation actuelle du rendement est due à l'alliage de la couche semi-conductrice absorbant la lumière, dont les propriétés électroniques ont été améliorées.
Un large éventail d'applications
Les modules solaires flexibles et légers utilisant cette technologie sont particulièrement adaptés aux applications sur les toits et les façades des bâtiments, sur les serres, les véhicules et les dirigeables ainsi que pour l'électronique portable. L'Empa travaille avec l'entreprise suisse Flisom sur la fabrication roll-to-roll de modules solaires légers et flexibles pour de telles applications. Cette recherche a été soutenue par l'Office fédéral de l'énergie (OFEN).
Source : Empa
