Panneau solaire : le principe qui va tout changer

Le silicium est l’élément chimique le plus abondant sur Terre après l’oxygène. C’est aussi le principal élément pour la fabrication du panneau solaire photovoltaïque. En tant que semi-conducteur, il est d’une importance cruciale, mais possède cependant des limites. Aujourd’hui, l’industrie s’en rapproche et l’efficacité des produits atteint son paroxysme. Au sein de la Helmholtz Association, le plus important groupe de recherche allemand, le test d’un nouveau principe donne des raisons d’être optimiste.

Une solution existe et améliore les capacités des panneaux solaires pour que celles-ci atteignent 32,5 %. C’est le résultat obtenu par les tests réalisés par l’équipe de scientifique à Berlin, où une nouvelle technologie de cellules solaires est imaginée pour réinventer les panneaux solaires. L’idée n’est pas de revoir complètement le format des cellules, mais de les booster avec l’aide d’un minéral baptisé Perovskite et composé de titane et de calcium. Sa structure a rapidement gagné en intérêt dans la recherche mondiale sur l’énergie solaire. En plus d’être plus léger, plus fin et plus facile à produire, il serait aussi plus apte à capter certaines longueurs d’onde du soleil que le silicium.

Pour capter l’ensemble du spectre solaire, le couple pérovskite et silicium serait donc particulièrement intéressant. La lumière bleue pour le pérovskite, le rouge et l’infrarouge pour le silicium. De ce constat, le Helmholtz Zentrum de Berlin a imaginé une cellule empilant les unes sur les autres des couches à la fois de pérovskite puis de silicium. Le schéma est très facile à comprendre (voir ci-dessous). Au final, à 32,5 % de capacité, la technologie du laboratoire de recherche allemand fait mieux que le précédent record qui atteignait 31,25 % en 2021 (et d’un autre à 30 % un an auparavant). En à peine deux ans, le panneau solaire s’est dessiné un avenir radieux, pardonnez-moi le jeu de mot.

Coopération plutôt que rivalité

Il est intéressant de comprendre comment deux éléments aux principes identiques ne se retrouvent non pas dans une rivalité, mais dans un tandem. Peut-être qu’un jour, les éléments entre la zone active et les électrodes des cellules seront totalement différents, mais à ce jour, le duo pérovskite/silicium semble être la solution la plus efficace et la plus économe. Avec l’avènement de l’électricité décentralisée des centrales électriques virtuelles, le marché est bondissant.

En quatre ans, les ingénieurs et scientifiques du Helmholtz Zentrum sont devenus leader dans ces recherches et nous leur devons l’intégralité des récents records en termes d’efficacité des cellules. Un rapide coup d’oeil dans le rétroviseur a de quoi nous faire comprendre à quel point la technologie a progressé à une vitesse folle. En 2015, le record d’efficacité d’une cellule photovoltaïque n’était que de 13,7 %. Et nous parlions déjà, à l’époque, de cellules en tandem… En 2018, le record atteignait 25,2 %. Les mesures ont toutes été enregistrées par un cabinet indépendant, et recensées par le National Renewable Energy Lab (NREL) qui surveille l’évolution des cellules solaires depuis 1976.

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