Ces panneaux sont plus fins que le papier, ils s’enroulent et génèrent plus d’énergie

Ces dernières années, l’énergie solaire photovoltaïque a connu une croissance exponentielle en Espagne. Et jusqu’à présent, en 2024, il a déjà couvert 14 % de la demande énergétique nationale, selon l’Union photovoltaïque espagnole (UNEF). Une industrie qui a également vu comment les panneaux se sont transformés, avec des panneaux qui génèrent jusqu’à 40 % d’électricité en plus que d’autres qui s’installent en moins de 20 minutes et réduisent la facture d’électricité de 30 %. La dernière grande innovation vient de Chine, où les scientifiques ont créé une cellule solaire plus fine que le papier qui améliore l’efficacité.

Des recherches menées par des scientifiques de l’Université des sciences et technologies du Jiangsu (JUST), l’une des plus prestigieuses de Chine, ont réussi à développer des cellules solaires flexibles plus fines qu’une feuille de papier A4 qui convertir la lumière en électricité sans sacrifier l’efficacité. Une étude, publiée il y a quelques jours dans la revue Nature, à laquelle ont également participé l’Université Curtin, située dans la ville australienne de Perth, et la société chinoise LONGi Green Energy Technology ; qui a créé l’année dernière des panneaux aux « performances impressionnantes ».

Les cellules photovoltaïques en silicium cristallin sont les plus courantes et ce sont eux qui sont utilisés dans les panneaux solaires disponibles à l’achat ; qui représentent environ 95% du marché. Une technologie qui a été limitée à des applications telles que les fermes solaires au sol, qui utilisent des plaques plates et rigides, et qui n’était pas viable pour une utilisation dans des espaces aux surfaces courbes, comme les toits. Jusqu’à présent, cette invention étant tout à fait adaptée à une application dans ce type de situations, elle élargit même les possibilités dans l’industrie aérospatiale, dans les drones et dans les appareils intelligents portables.

Plus fin et plus efficace

Les nouvelles cellules solaires flexibles en silicium cristallin se distinguent par leur finesse et leur légèreté par rapport à leurs homologues traditionnelles et par leur haute performance énergétique. « Nous avons développé des cellules de seulement 50 micromètres d’épaisseur – plus fine qu’une feuille de papier A4 – qui peut être pliée pour former un rouleau et qui est beaucoup plus efficace que les feuilles conventionnelles », a expliqué Li Yang, professeur à JUST et l’un des scientifiques qui ont participé à la recherche.

Panneaux ayant une structure « sandwich ». Cela signifie que le substrat de la plaquette, qui constitue la couche intermédiaire, représente plus de 99 % de l’épaisseur de la cellule, comme le détaillent les chercheurs. Les scientifiques du monde entier utilisent depuis longtemps diverses méthodes pour développer des cellules photovoltaïques au silicium légères, flexibles, efficaces et commercialement viables. Par exemple, l’année dernière, un groupe de scientifiques de l’Institut des microsystèmes et des technologies de l’information de Shanghai en Chine a créé seulement 60 micromètres d’épaisseur, soit presque la largeur d’un cheveu humain.

Cependant, l’équipe de Li Yang est allée encore plus loin. « L’amincissement des plaquettes réduit non seulement le poids et le coût [de las células solares]mais facilite également la migration et la séparation de la charge », a déclaré le professeur dans l’étude. Contrairement au papier, Cette nouvelle technologie ne peut pas être pliée, mais elle peut être roulée, ce qui lui permet d’être utilisé dans diverses applications spatiales, telles que les satellites. De plus, leur étroitesse présente un autre avantage : moins de matériaux sont utilisés dans leur fabrication et le poids et les coûts de déploiement sont réduits.

La perte d’efficacité de conversion d’énergie (PCE) a toujours été l’une des principales raisons pour lesquelles les cellules solaires en silicium plus fines ne sont pas encore largement répandues aujourd’hui ; puisque tu es Ils offrent généralement moins de performances lors de la conversion de la lumière solaire en électricité. par rapport aux plus épais. Alors pour faciliter son utilisation il ne suffit pas de simplement réduire son épaisseur à 50 micromètres.

[El invento que dispara el rendimiento de las placas solares un 10% sin tener que cambiar la instalación]

Dans d’autres recherches antérieures, les auteurs ont indiqué que les cellules minces inférieures à 150 micromètres avaient des rendements de conversion de puissance allant jusqu’à 24,7 %. Il faudrait que le PCE des cellules les plus légères reste autour de ce chiffre pour que les panneaux solaires soient efficaces. Cependant, dans le cas de cette nouvelle étude, les scientifiques ont produit cinq types de cellules photovoltaïques minces, entre 55 et 130 micromètres d’épaisseur, et toutes Ils ont offert un rendement de plus de 26%.À

Une variété d’applications

Cette avancée technologique importante est due à la migration et à la séparation des charges obtenues dans les panneaux photovoltaïques les plus fins, comme le soulignent les chercheurs eux-mêmes dans leur étude. Une cellule solaire ultra fine qui se distingue également par sa flexibilité, « même si elle ne peut pas être pliée en deux, elle peut adopter n’importe quelle courbure » ; ce que élargit considérablement sa gamme d’applicationscomme l’a indiqué Li Yang.

Le professeur JUST a déclaré que les cellules solaires en silicium cristallin, fabriquées à partir de plaquettes de silicium, Il s’agit de la technologie d’énergie photovoltaïque la plus mature et la plus utilisée.; « mais jusqu’à présent, il y avait deux goulots d’étranglement majeurs [puntos de congestión] « Et ces inconvénients sont l’épaisseur, qui rend difficile son utilisation dans des applications nécessitant un matériau plus flexible et plus léger, comme les toits incurvés et les stations spatiales ; et l’efficacité de la conversion d’énergie.

Deux obstacles que sa technologie surmonte sans problème, devenant ainsi une alternative intéressante à utiliser sur des surfaces courbes. Comme dans les avions, qui ont des exigences de poids très strictes et utilisent des cellules solaires à couches minces. Cependant, selon Li Yang, ces produits sont chers, ont une durée de conservation courte et ne sont pas bien adaptés aux besoins des entreprises. L’équipe se concentre désormais sur la prochaine étape : créer des cellules solaires flexibles et portables qui peuvent être enroulées en une feuille.

Cela pourrait également vous intéresser…

Suivez les sujets qui vous intéressent