Un nouveau type de cellule solaire a pulvérisé le record du monde d’efficacité

L’utilisation de l’énergie solaire pourrait être révolutionnée par la découverte d’un nouveau matériau, nous rapporte ZME Science, le lundi 14 décembre 2020. En effet, un laboratoire allemand dénommé Helmholtz-Zentrum Berlin (HZB), s’est penché sur un cristal connu de la science depuis plus d’un siècle mais dont l’efficacité dans la concentration de l’énergie de solaire n’a été prouvée qu’il y a quelques années.

Plus précisément, c’est en 2009 que ce matériau, appelé la pérovskite, a été utilisé dans des cellules solaires et les progrès dans le domaine furent fulgurants. En seulement quelques années, l’efficacité des cellules solaires dotées de ce matériau est passée de 3,8% à 20%. Toutefois, les scientifiques ont voulu aller plus loin dans leurs expériences.

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Ils ont ainsi voulu savoir ce qui se passerait si on associait la pérovskite au silicium dans une sorte de cellule solaire hybride.

Une efficacité supérieure à 29%

La réponse à leur questionnement fut sans appel : cette cellule solaire hybride a battu tous les records d’efficacité existants en matière d’énergie solaire puisque son efficacité était de 29,15%. Pour constater ce résultat, les scientifiques ont placé les films minces transparents de pérovskite au-dessus des cellules à bande interdite inférieure comme le silicium, donnant un système photovoltaïque hybride.

L’empilement de ces deux solaires a ainsi permis la conversion d’une plus grande quantité d’énergie solaire en électricité. Par ailleurs, cette équipe de scientifiques, dirigée par Steve Albrecht et Bernd Stannowksi n’a testé en laboratoire qu’un échantillon de 1 cm2.

En d’autres termes, les scientifiques prévoient d’augmenter progressivement la taille de leurs échantillons.

Bientôt des panneaux solaires moins chers et plus performants ?

Par ailleurs, il est à noter qu’il y a plus de cinquante ans en arrière, les physiciens William Shockley et Hans-Joachim Queisser ont découvert la limite Shockley-Queisser, qui est le plafond d’efficacité qu’une seule couche de cellules solaires peut atteindre. Le silicium et la pérovskite ont ainsi chacun un plafond théorique d’environ 30% tandis que celui des cellules hybrides est de 35% environ.

Les scientifiques du laboratoire HZB ont déjà déclaré qu’ils voulaient aller par-dessus ce plafond d’efficacité et Albercht a également ajouté que des hypothèses ont déjà été émises en ce sens. Néanmoins, le plus excitant dans leur étude est qu’il a été constaté que les cellules solaires en tandem peuvent considérablement réduire le coût d’installation et votre facture d’électricité du fait que la fabrication de panneaux photovoltaïques à pérovskite est beaucoup moins chère et plus simple que la production de cellules photovoltaïques au silicium !