Rendement record de 22,2% pour des cellules solaires flexibles
Toujours plus efficace. Un nouveau record de rendement vient d'être annoncé par l'Empa. Les scientifiques de l'institut de recherche ont obtenu un rendement de 22,2% pour une cellule solaire flexible CIGS sur film polymère. Un composant électronique idéal pour les toits, façades ou appareils électroniques portables.
Crédit image: Empa
Les cellules solaires CIGS flexibles sont composées de couches très fines, dont un composé constitué d'éléments de cuivre, indium, gallium et sélénium. Les couches sont déposées sur des substrats polymères flexibles, principalement par des procédés sous vide. La couche d'absorption nouvellement modifiée avec des grains de plus grande taille permet d'atteindre une efficacité record.
Les chercheurs de l'Empa ont encore amélioré le rendement des cellules solaires
flexibles CIGS. Des mesures certifiées de manière indépendante ont révélé un
rendement de 22,2% pour convertir la lumière en électricité, une amélioration
par rapport à la valeur record précédente de 21,4%. A titre de comparaison, le
meilleur rendement d'une cellule solaire rigide en silicium cristallin est de
26,7 %. L'équipe de Romain Carron, chef de groupe au Laboratoire des couches
minces et de la photovoltaïque de l'Empa dirigé par Ayodhya N. Tiwari, a
présenté ses derniers résultats à la 8e Conférence mondiale sur la conversion
de l'énergie photovoltaïque (WCPEC-8) le 26 septembre 2022 à Milan.
Traitement et test des cellules solaires flexibles
Ces cellules solaires flexibles sont traitées sur un film polymère avec la
couche de semi-conducteur Cu(In,Ga)Se2 qui absorbe la lumière déposée par une
méthode de coévaporation à basse température. Le scientifique de l'Empa Shiro
Nishiwaki a modifié la composition de cette couche pour améliorer les
performances du dispositif et la tension de sortie. «Les deux approches
explorées pour allier le cristal ont permis des améliorations similaires des
performances du dispositif» a déclaré Romain Carron. L'efficacité de la cellule
solaire de 22,2 % a été mesurée de manière indépendante à l'Institut Fraunhofer
pour les systèmes d'énergie solaire ISE à Fribourg, en Allemagne.
Rendement presque doubé
Ayodhya Tiwari et son équipe mènent des recherches sur les cellules solaires
flexibles à couche mince depuis plus de 23 ans. Grâce à leur connaissance
approfondie de la technologie et des processus physiques fondamentaux, ils ont
atteint plusieurs records d'efficacité au fil des ans. Leur série de records a
commencé avec 12,8 % en 1999, puis est passée à 14,1 % (2005), 17,6 % (2010),
18,7 % (2011), 20,4 % (2013), avec des progrès plus récents vers 20,8 % en 2019
et 21,4 % en 2021. L'amélioration actuelle de
l'efficacité est attribuée à l'alliage de la couche de semi-conducteurs
absorbant la lumière pour améliorer les propriétés électroniques.
Commercialisé en Suisse
Les modules solaires flexibles et légers dotés de cette
technologie sont particulièrement adaptés aux applications sur les toits et les
façades des bâtiments, les serres, les véhicules, les dirigeables et les
appareils électroniques portables. L'Empa collabore avec la société suisse
Flisom pour la fabrication par laminage de modules solaires flexibles et légers
destinés à de telles applications. La recherche a été soutenue par l'Office
fédéral de l'énergie (OFEN).
