Cellules solaires moins chères


Selon un article publié ce mois-ci dans Technology Review, une nouvelle méthode peu coûteuse de fixation de miroirs au silicium produit des cellules solaires très efficaces et peu coûteuses à fabriquer. La technique pourrait conduire à des panneaux solaires qui produisent de l'électricité pour le prix moyen de l'électricité aux États-Unis.

Suniva, une start-up basée à Atlanta, a développé des cellules solaires qui convertissent environ 20% de l'énergie de la lumière qui tombe sur elles en électricité. Ce chiffre est une augmentation par rapport à 17% de ses cellules solaires précédentes et est proche de l'efficacité des meilleures cellules solaires du marché, mais selon Ajeet Rohatgi, fondateur et directeur technique de l'entreprise, contrairement aux autres cellules solaires en silicium. très efficaces, les Suniva sont fabriqués avec des méthodes à faible coût. L'un d'eux est la sérigraphie, un procédé relativement bon marché et très similaire à la sérigraphie utilisée pour l'impression de tee-shirts.

Jusqu'à présent, le coût élevé des cellules solaires les a limitées à un rôle marginal dans la production d'énergie, fournissant moins de 1% de l'électricité mondiale. Rohatgi estime que les techniques de fabrication à faible coût de l'entreprise permettront à l'énergie solaire de concurrencer les sources conventionnelles, produisant de l'électricité pour environ 8 à 10 cents le kilowattheure (similaire au coût moyen de l'électricité aux États-Unis). et bien inférieurs aux prix des autres marchés).

Les cellules Suniva sont très efficaces car elles peuvent piéger la lumière, retenant les photons dans le matériau actif de la cellule solaire jusqu'à ce que l'énergie puisse être utilisée pour libérer des électrons et générer un courant électrique. Le concept de base de capter la lumière n'est pas nouveau. Cela dépend de la texturation de la surface avant de la couche de silicium qui forme le matériau actif de la cellule solaire. La texturation crée différentes faces qui redirigent la lumière entrante, la réfractant de sorte qu'au lieu de passer directement à travers le silicium, elle se déplace le long de la couche de silicium. Les photons restent donc plus longtemps dans le matériau et ont une meilleure chance d'être absorbés par les atomes du matériau. Lorsque cela se produit, l'énergie des photons peut libérer des électrons qui, à leur tour, sont utilisés pour générer un courant.

La capture de lumière peut être augmentée en associant la surface texturée à une couche réfléchissante à l'arrière de la couche de silicium. Le miroir garde la lumière dans la cellule solaire plus longtemps, augmentant encore le nombre d'électrons libérés. En conséquence, le silicium peut être deux fois moins épais que d'habitude et absorber la même quantité de lumière. L'utilisation d'un matériau moins coûteux réduit directement les coûts, mais le procédé permet également aux fabricants de cellules solaires de les fabriquer avec des formes de silicium moins pures et moins chères. Dans une cellule solaire conventionnelle, qui peut avoir une couche de silicium de 200 microns d'épaisseur, les impuretés dans le matériau peuvent facilement piéger les électrons avant qu'ils n'atteignent la surface et s'échappent pour générer du courant. En revanche, dans une couche de silicium de seulement 100 microns d'épaisseur, les électrons parcourent une distance plus courte, ce qui les rend moins susceptibles de rencontrer une impureté avant de s'échapper. Le silicium de qualité inférieure est beaucoup moins cher et plus facile à travailler que le silicium hautement raffiné couramment utilisé dans les cellules solaires.

Source: Revue technologique



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