Photovoltaïque : nouveau record mondial d'efficacité atteint pour les cellules solaires tandem
La nouvelle cellule solaire organique tandem à quatre bornes développée par ICFO établit un nouveau record d'efficacité de 16,94 %, promettant des révolutions dans le domaine des énergies renouvelables et des technologies durables.
L'Institut des Sciences Photoniques (ICFO) a présenté une avancée significative dans le domaine des énergies renouvelables avec la création d'une cellule solaire organique tandem à quatre bornes qui a atteint un rendement de conversion de puissance (PCE) impressionnant de 16,94 %. Le précédent record d’efficacité des cellules solaires organiques tandem était de 14,2 % pour les appareils à deux bornes. En particulier, les cellules solaires organiques tandem à quatre bornes avaient auparavant atteint un rendement maximum de 6,5 %. Cet appareil innovant est doté d'une électrode d'argent transparente et ultra fine qui joue un rôle crucial dans l'efficacité énergétique du système.
Les cellules solaires organiques tandem à deux bornes se sont révélées très prometteuses pour réduire les pertes d’énergie dans les cellules solaires traditionnelles à jonction unique. Ces technologies avancées utilisent des sous-cellules avec des bandes interdites différenciées pour capturer une gamme plus large du spectre solaire, améliorant ainsi l’efficacité globale. En termes simples, cette technologie comporte deux couches, chacune optimisée pour absorber différents types de lumière solaire, élargissant ainsi la gamme de lumière pouvant être convertie en énergie. Cependant, pour obtenir des résultats optimaux, il est essentiel d’équilibrer correctement le courant entre les sous-cellules, un défi complexe compte tenu de la nécessité d’une couche d’interconnexion robuste favorisant la recombinaison des charges tout en maintenant une transparence élevée.
Les innovations de la configuration tandem à quatre bornes
Contrairement aux configurations à deux bornes, la conception à quatre bornes élimine le problème de l'adaptation du courant entre les sous-cellules, facilitant ainsi une meilleure flexibilité dans la sélection de la bande interdite. Cela permet une optimisation plus précise de l’absorption des photons et une plus grande efficacité dans conversion de l'énergie solaire.
Dans la dernière étude, publiée dans le Journal Solar RRL, des chercheurs, dont Francisco Bernal-Texca et le professeur Jordi Martorell, ont démontré la supériorité de cette approche en fabriquant une cellule qui non seulement dépasse les précédents records PCE, mais établit également de nouvelles normes pour l'industrie. Le cœur de ce succès réside dans l'utilisation d'une électrode d'argent transparente, haute de seulement 7 nanomètres, presque invisible à l'œil humain, qui permet de faire passer la lumière d'une couche à l'autre sans perte d'énergie, garantissant d'excellentes performances.
L'appareil a montré d'excellentes performances sous un éclairage standard et a pu révolutionner le domaine des cellules photoélectrochimiques, essentiel pour des processus tels que la séparation de l’eau et la réduction du CO2. Les chercheurs travaillent désormais à perfectionner cette technologie, dans le but d’élargir ses applications, notamment la conversion du CO2 en carburant solaire. Le projet européen SOREC2, dont fait partie ICFO, vise à convertir la lumière du soleil et le CO2 en produits chimiques à haute valeur ajoutée, ouvrant ainsi de nouvelles voies en matière d'efficacité énergétique et de durabilité environnementale.
Source: ICFO
