L’invention d’un mini panneau solaire photovoltaïque qui convertit la lumière laser en électricité

Une avancée majeure vient d’être accomplie dans le domaine de l’énergie photovoltaïque. Une équipe affiliée au National Renewable Energy Laboratory (NREL) du Département américain de l’énergie affirme avoir réussi à mettre au point des minicellules qui fonctionnent avec la lumière laser. Pour présenter les résultats de leur recherche, les scientifiques ont publié un article dans la revue Solar Energy Materials and Solar Cells. Selon leurs explications, il s’agit d’une technologie qui a l’avantage d’être peu coûteuse, dans la mesure où son fonctionnement est plus ou moins proche de celui de la technologie à contacts passivés à oxyde tunnel (TOPCon). Qui plus est, il ne nécessite pas le recours à un processus de lithographie complexe. Les gravures peuvent être faites au moyen d’un simple traceur laser.

Le silicium en tant que composant de base

Ce nouveau type de panneau solaire créé par Paul Stradins, auteur principal de l’étude, et ses collègues a comme composant principal le silicium, un minéral très répandu dans la nature, donc facile à se procurer. « Le module est composé de minicellules à contacts passivés poly-Si/SiO2. Ces minicellules offrent une résistance de contact remarquablement faible, adaptée à un fonctionnement en plein soleil », a expliqué le chercheur lors d’une interview accordée à nos confrères de pv magazine. Pour leurs expérimentations, les universitaires ont utilisé une très fine couche d’oxyde de silicium (SiOx) d’environ 1,5 nm d’épaisseur.

Des résultats encourageants

Toujours selon les explications de Stradins, les minicellules « peuvent être composées en micromodules par simple empilement mécanique ». Lors des tests, le groupe a utilisé dix cellules, bien qu’il soit théoriquement possible d’en installer autant qu’on le souhaite. Cette combinaison permettrait de multiplier la tension générée par les micromodules. Le panneau a ensuite été exposé à un faisceau laser ayant une longueur d’onde d’environ 10.000 nm (nanomètres). Les mesures ont permis de déterminer que l’efficacité de photoconversion était supérieure à 40 % et que la tension en circuit ouvert dépassait 7 V.

Quelles utilités ?

En outre, l’équipe a mesuré un facteur de remplissage d’un peu moins de 80 %. « Sur la base des résultats actuels de l’appareil, on s’attend à ce qu’un transfert de puissance de 25 W puisse être obtenu pour un module de 10 cm² avec une source laser de 12 kW à une distance de 1 km », ont-ils déclaré avec enthousiasme. Parmi les utilisations possibles du dispositif, les chercheurs citent la transmission de données sans fil dans des environnements spéciaux et la transmission d’énergie pour alimenter ou recharger un implant médical. Plus d’infos sur sciencedirect.com.