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Un nouveau record de 44,7% pour le photovoltaïque !

Une équipe franco-allemande vient de mettre au point une cellule solaire pour laquelle ils ont mesuré une efficacité record de 44,7% ! Ils ont additionné quatre jonctions pour convertir le maximum de l’énergie du spectre solaire en énergie électrique. Le précedent record était détenu par Sharp avec un rendement de 44,4 %.

 

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Un nouveau record de 44,7% pour le photovoltaïque !
CPV Soitec

L’institut Fraunhofer pour les Systèmes énergétiques solaires (ISE), Soitec, le CEA-Leti et le Centre Helmholtz de Berlin ont travaillé ensemble pour mettre au point une structure inédite de cellule solaire à quatre jonctions. Les jonctions empilées les unes sur les autres sont à base de différents matériaux semi-conducteurs III-V qui absorbent chacune une gamme d’énergie différente du spectre solaire de manière à convertir le plus possible de lumière en électricité, de l’ultraviolet jusqu’à l’infrarouge. Les nombres III-V désignent les colonnes du tableau périodique de Mendeleïev auxquels appartiennent les éléments : As, Ga, In, P, B. « Ce record du monde, en augmentant notre niveau d'efficacité de plus d'un point en moins de quatre mois démontre le fantastique potentiel de la cellule solaire à quatre jonctions que nous avons conçue en nous appuyant sur les techniques de collage et d'expertise de Soitec », explique André- Jacques Auberton -Hervé, président de Soitec.

Pour réaliser ces cellules quatre jonctions, l’équipe s’est appuyée sur le procédé de collage direct par adhésion moléculaire (DSB) mise au point par le CEA-Leti il y a une trentaine d'années pour l'électronique. Cette technologie se substitue à la méthode de croissance classiquement utilisée. Les chercheurs se sont ensuite basés sur la technologie photovoltaïque à concentration (CPV) pour faire fonctionner les cellules multi-jonctions à leur plein rendement. Le rayonnement solaire est capté grâce à un pavage de lentilles de Fresnel pour le concentrer sur une surface beaucoup plus réduite où l’on place la cellule multi-jonction. Un facteur de concentration de 297 a été utilisé pour obtenir le record.

Les modules solaires CPV sont produits par Soitec. Depuis 2005, l'entreprise produit des modules CPV avec Concentrix Solar, une entreprise essaimée du Fraunhofer ISE, et rachetée par la suite par Soitec. La technologie trouve son efficacité maximale dans les centrales solaires situées dans des régions à fort ensoleillement direct (Afrique du Nord et du Sud, Moyen-Orient, Australie, une partie de l'Amérique du sud et Sud-Ouest des États-Unis). Couplés avec un mécanisme de rotation bi-axial, les modules solaires de Soitec y atteignent des rendements de 30%.

En mai 2013, la même équipe franco-allemande avait déjà annoncée un rendement de 43,6%. Etape importante dans la poursuite de la réduction des coûts de l'électricité solaire, les chercheurs espèrent à terme pouvoir obtenir un taux de 50% d'efficacité.

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