Des cellules photovoltaïques bon marché avec 30% de rendement, un nouveau record !

Un des problèmes actuellement avec l’énergie solaire est son faible rendement de conversion. Depuis des années les scientifiques du monde entier cherchent à améliorer ce fameux rendement mais aussi et surtout à trouver des solutions économiquement viables, c’est à dire avec un coût de fabrication le plus faible possible pour des rendements les plus élevés possibles. L’objectif principal est la production d’énergie verte pas chère.

Il y a peu de temps, les scientifiques allemands de l’Institut Fraunhofer avaient obtenu un rendement de 47,6 % via une cellule photovoltaïque tandem à quatre jonctions. Le souci de cette technologie est la complexité du dispositf et son coût élevé, ce qui fait qu’elle sera surtout utilisée dans le domaine spatial ou aéronautique.

L’École Polytechnique Fédérale de Lausanne et le Centre Suisse d’Innovation viennent d’annoncer que grâce à une cellule photovoltaïque en tandem pérovskite-silicium, ils avaient atteint un rendement record de 30 %. Cette technologie est peu coûteuse car basée sur du classique silicium. Pour rappel, le silicium présente un rendement théorique maximum de conversion de 29 % et le meilleur niveau atteint en laboratoire est de 27 %.

L’idée de ces chercheurs a été d’associer le silicium avec la pérovskite qui permet d’absorber plus efficacement que le silicium les longueurs d’onde vertes et bleues du spectre solaire. Ce matériau est composé à la base de calcium, de titane et d’oxygène, mais aujourd’hui il intègre surtout des structures cristallines avec des composés métalliques.

Grâce à ce tandem silicium-pérovskite, ils ont ainsi obtenu un rendement de conversion record de 30,93 % pour une cellule de 1 cm³ à base de silicium lisse et de 31,25 % sur une base de silicium rugueux. Les nouveaux records de l’EPFL et du CSEM ont été homologués aux États-Unis de manière indépendante par le National Renewable Energy Laboratory (NREL).

L’objectif aujourd’hui est de reproduire ces résultats sur une surface plus grande afin d’équiper, dans un futur proche, nos toitures.