18:10 TECHNIQUE

Rendement record de 22,2% pour des cellules solaires flexibles

Teaserbild-Quelle: Empa

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.

Les cellules solaires CIGS flexibles sont composées de couches très fines, dont un composé constitué des éléments cuivre, indium, gallium et sélénium. Les couches sont déposées sur des substrats polymères flexibles, principalement par des procédés sous vi

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).

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