Rendement record pour des cellules flexibles

Un groupe de scientifiques de l'Empa a poussé l'efficacité des cellules solaires flexibles à une nouvelle limite. Des mesures indépendantes ont révélé que les cellules de ce type réalisées à l'Empa pouvaient atteindre un rendement de 21,4% lors de la conversion de la lumière en électricité. À titre de comparaison, le meilleur rendement d'une cellule solaire non flexible en silicium cristallin est de 26,7%.

Les détails de ces résultats de recherche ont été présentés lors de la 38^e European Photovoltaic Solar Energy Conference and Exhibition (EU PVSEC), le 7 septembre 2021, par Romain Carron, chef de groupe au Laboratoire des couches minces et du photovoltaïque dirigé par Ayodhya N. Tiwari.

Ces cellules solaires flexibles à haut rendement sont fabriquées sur un film polymère et une méthode de coévaporation à basse température est utilisée pour la croissance de la couche mince semiconductrice de Cu(In,Ga)Se₂ qui absorbe la lumière. Le scientifique de l'Empa Shiro Nishiwaki a optimisé la composition de la couche et des dopants alcalins pour obtenir une amélioration des performances. Les chercheurs ont ensuite étudié les effets d'une exposition combinée à la chaleur et à la lumière après la fabrication des cellules solaires et ont constaté une augmentation de la performance photovoltaïque, qui reste stable après plusieurs mois. Le rendement de 21,38% de la cellule solaire a été mesuré de manière indépendante au Fraunhofer Institute for Solar Energy Systems ISE de Freiburg, en Allemagne.

De nouveaux records depuis 22 ans

Ayodhya Tiwari et son équipe mènent des recherches sur les cellules solaires flexibles à couches minces depuis plus de 22 ans. Grâce à leur connaissance approfondie de la technologie et des processus physiques fondamentaux, ils ont établi pas moins de 7 records d'efficacité au fil des ans, pour passer de 12,8% en 1999 à 21,38% en 2021.

Les modules solaires flexibles et légers issus de cette technologie sont particulièrement adaptés aux applications sur les toits et les façades des bâtiments, les serres, les véhicules de transport, les dirigeables et les appareils électroniques portables. L'Empa collabore avec la société suisse Flisom pour la fabrication de modules solaires flexibles et légers, à l'aide de procédés roll-to-roll destinés à de telles applications.

Ces travaux de recherche et de développement ont été soutenus par l'Office fédéral de l'énergie.