Des chercheurs du Laboratoire fédéral suisse pour la science et la technologie des matériaux (Empa) ont mis au point un nouveau procédé de production à basse température pour les cellules solaires bifaciales à couche mince à base de diséléniure de cuivre, d’indium et de gallium (CIGS). Résultat : une performance record de 19,8 % pour l’éclairage avant et de 10,9 % pour l’éclairage arrière.

Depuis pv magazine France

des chercheurs de empa ont développé un nouveau procédé de production à basse température qui produit des cellules solaires bifaciales à couche mince CIGS avec des rendements d’efficacité de 19,8 % pour l’éclairage avant et de 10,9 % pour l’éclairage arrière.

« Il est très difficile d’obtenir une bonne efficacité de conversion de puissance pour les cellules solaires avec des contacts conducteurs transparents à l’avant et à l’arrière », a déclaré Ayodhya Tiwari, responsable du laboratoire photovoltaïque à couches minces de l’Empa.

Les cellules solaires CIGS à haut rendement sont généralement produites à l’aide d’un procédé de dépôt à haute température. À des températures supérieures à 550 C, une réaction chimique se produit, entraînant une couche d’interface d’oxyde de gallium qui bloque le flux de courant généré par la lumière du soleil. Cela réduit l’efficacité de conversion de puissance de la cellule.

L’équipe de l’Empa a développé un nouveau procédé de dépôt à basse température qui produit beaucoup moins d’oxyde de gallium, ouvrant la voie à une plus grande efficacité des cellules. Ils ont utilisé une petite quantité d’argent pour abaisser le point de fusion de l’alliage CIGS et obtenir des couches absorbantes avec de bonnes propriétés électroniques à une température de dépôt de seulement 350 C. Ils ont analysé la structure multicouche à l’aide d’une microscopie électronique à transmission (TEM) à haute résolution. et n’a détecté aucun oxyde de gallium à l’interface.

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La cellule a atteint des valeurs d’efficacité de 19,8 % pour l’éclairage avant et de 10,9 % pour l’éclairage arrière. L’Institut Fraunhofer pour les systèmes d’énergie solaire (ISE) a certifié de manière indépendante les valeurs en utilisant la même cellule sur un substrat en verre, selon l’Empa.

L’équipe a également réussi à fabriquer une cellule solaire CIGS bifaciale sur un substrat polymère flexible. Les scientifiques ont déclaré qu’ils espéraient que cela élargirait le spectre des applications potentielles de ces cellules, compte tenu de la légèreté et de la flexibilité des matériaux.

Les chercheurs ont également produit une cellule bifaciale en tandem GICS-perovskite. Ils ont publié leurs découvertes dans « Augmentation de l’efficacité des cellules solaires bifaciales à couche mince Cu(In,Ga)Se2 pour des applications flexibles et en tandem avec un procédé à basse température assisté par argent», qui vient d’être publié dans énergie naturelle.

« La technologie bifaciale CIGS a le potentiel de produire des rendements de conversion de puissance supérieurs à 33 %, ouvrant de nouvelles possibilités pour les cellules solaires à couche mince à l’avenir », a déclaré Tiwari.

Il cherche maintenant à établir des relations de collaboration avec des laboratoires et des entreprises clés à travers l’Europe pour accélérer le développement de la technologie et sa production industrielle à plus grande échelle.

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