Des chercheurs développent des cellules solaires transparentes révolutionnaires à efficacité supérieure

Des chercheurs développent des cellules solaires transparentes à haute efficacité énergétique utilisant des composites de microrils de silicium.

En plus de la lumière solaire absorbée, ces cellules solaires utilisent également les rayons réfléchis pour produire de l'énergie.

En quoi est-ce différent des autres cellules solaires transparentes ?

Contrairement aux cellules solaires transparentes existantes, basées principalement sur des colorants, organiques et pérovskites, les nouvelles cellules solaires flexibles et neutres en couleur sont basées sur le motif de microrils de n-silicium.

La méthode appelée gravure ionique réactive profonde est utilisée pour fabriquer ces microrils avec un espacement contrôlable. Ils sont ensuite incorporés dans une matrice polymère transparente flexible.

Référence : Light: Science & Applications volume | DOI:10.1038/s41377-019-0234-y | UNIST

Elle est conçue de telle sorte que la lumière solaire réfléchie par les tiges de silicium peut être contrôlée pour augmenter l'efficacité. Plus spécifiquement, la transmittance lumineuse peut être ajustée de 10 à 55 % en changeant l'espacement entre les microrils.

Comment ça fonctionne ?

Chaque tige de silicium dans cette cellule solaire fonctionne comme une couche photoactive : elle absorbe la lumière solaire et génère de l'électricité. Les chercheurs ont disposé les tiges à des intervalles spécifiques pour qu'elles ne puissent pas être vues à l'œil nu. Par conséquent, les cellules solaires conservent à la fois les caractéristiques flexibles et transparentes du substrat lui-même.

Processus de fabrication de la nouvelle cellule solaire transparente | Avec l'aimable autorisation des chercheurs

Pour augmenter la capacité d'absorption de lumière sans compromettre la transparence, les chercheurs ont radicalement modifié la forme de l'extrémité des microrils de silicium. Alors que l'absorption, la transmission et la réflexion de la lumière se produisent dans les cellules solaires conventionnelles, elles ne tirent pas parti de la lumière réfléchie.

La nouvelle structure, en revanche, absorbe la lumière réfléchie dans la cellule solaire : la lumière solaire réfléchie du sommet de la tige de silicium est absorbée par la tige voisine.

Les cellules solaires transparentes basées sur les microrils à pointe inclinée ont montré 8 % d'efficacité à une transparence visible de 10 %. C'est l'efficacité la plus élevée atteinte parmi les cellules solaires transparentes à base de silicium. Elles maintiennent leur efficacité initiale même après des dizaines de tests de flexion.

Et contrairement aux autres cellules solaires transparentes neutres en couleur, fabriquées sur des substrats de verre rigide, ces cellules solaires flexibles pourraient avoir diverses applications réelles, allant des appareils mobiles et portables à la génération d'énergie intégrée aux bâtiments.