Les scientifiques continuent de pousserpanneaux solairespour être plus efficace, et il y a un nouveau record à signaler : une nouvelle cellule solaire atteint une efficacité de 39,5 % dans des conditions d'éclairage globales standard d'un soleil.
La marque 1 soleil n'est qu'un moyen standardisé de mesurer une quantité fixe de lumière solaire, maintenant près de 40% du rayonnement peut être converti en électricité. Le record précédent pour ce type depanneau solairele matériau avait une efficacité de 39,2 %.
Il existe plus de types de cellules solaires que vous ne le pensez. Les types utilisés ici sont les cellules solaires tandem III-V à triple jonction, couramment déployées dans les satellites et les engins spatiaux, bien qu'elles aient également un grand potentiel sur un sol solide.
"Les nouvelles cellules sont plus efficaces et plus simples à concevoir, et pourraient être utiles pour une variété de nouvelles applications, telles que des applications fortement contraintes ou des applications spatiales à faibles émissions", a déclaré le physicien Myles Steiner du National Renewable Energy Laboratory..”NREL) dans le Colorado.
En termes d'efficacité des cellules solaires, la partie "triple jonction" de l'équation est importante. Chaque nœud est concentré dans une partie spécifique de la gamme spectrale solaire, ce qui signifie que moins de lumière est perdue et inutilisée.
L'efficacité est encore améliorée en utilisant la technologie dite du "puits quantique". La physique derrière eux est assez complexe, mais l'idée générale est que les matériaux sont soigneusement sélectionnés et optimisés, et aussi minces que possible. Cela affecte la bande interdite, la quantité minimale d'énergie nécessaire pour exciter les électrons et permettre au courant de circuler.
Dans ce cas, les trois jonctions sont constituées de phosphure de gallium-indium (GaInP), d'arséniure de gallium (GaAs) avec une efficacité de puits quantique supplémentaire et d'arséniure de gallium-indium (GaInAs).
"Un facteur clé est que bien que GaAs soit un excellent matériau et soit couramment utilisé dans les cellules multijonctions III-V, il n'a pas la bande interdite exacte pour les cellules à triple jonction, ce qui signifie que le photocourant entre les trois cellules L'équilibre n'est pas optimal, », a déclaré Ryan France, physicien au NREL.
"Ici, nous avons modifié la bande interdite en utilisant des puits quantiques, tout en conservant l'excellente qualité du matériau, ce qui permet ce dispositif et potentiellement d'autres applications."
Certaines des améliorations ajoutées à cette dernière cellule incluent l'augmentation de la quantité de lumière absorbée sans aucune perte de tension correspondante. Plusieurs autres ajustements techniques ont été apportés pour minimiser les restrictions.
Il s'agit de l'efficacité solaire la plus élevée de tous lespanneau solairebien que nous ayons constaté des rendements plus élevés grâce à un rayonnement solaire plus intense. Même s'il faudra du temps pour que la technologie passe du laboratoire au produit réel, les améliorations potentielles sont passionnantes.
Les cellules ont également enregistré une efficacité spatiale impressionnante de 34,2 %, ce qu'elles devraient atteindre lorsqu'elles sont utilisées en orbite. Leur poids et leur résistance aux particules à haute énergie les rendent particulièrement adaptées à cette tâche.
"Comme ce sont les cellules solaires solaires les plus efficaces au moment de la rédaction, ces cellules établissent également une nouvelle norme pour l'efficacité réalisable de toutes les technologies photovoltaïques", ont écrit les chercheurs dans leur article publié.
Heure de publication : 24 mai 2022
